(15分)如圖所示,在足夠大的空間范圍內,同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向外的勻強磁場,電場強度為E,磁感應強度為B。足夠長的斜面固定在水平面上,斜面傾角為
。有一帶電的小球P靜止于斜面頂端A處,且恰好對斜面無壓力。若將小球P以初速度
水平向右拋出(P視為質點),一段時間后,小球落在斜面上的C點。已知小球的運動軌跡在同一豎直平而內,重力加速度為g,求: ![]()
(1)小球P落到斜面時速度方向與斜面的夾角
及由A到C所需的時間t;
(2)小球P拋出到落回斜面的位移x的大小。
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)如圖所示,真空中以
為圓心,半徑r=0.1m的圓形區域內只存在垂直紙面向外的勻強磁場,圓形區域的最下端與xoy坐標系的x軸相切于坐標原點O,圓形區域的右端與平行y軸的虛線MN相切,在虛線MN右側x軸的上方足夠大的范圍內有方向水平向左的勻強電場,電場強度E=1.0×105 N/C。現從坐標原點O沿xoy平面在y軸兩側各30°角的范圍內發射速率均為v0=1.0×106m/s的帶正電粒子,粒子在磁場中的偏轉半徑也為r=0.1m,已知粒子的比荷
,不計粒子的重力、粒子對電磁場的影響及粒子間的相互作用力,求:![]()
(1)磁場的磁感應強度B的大小;
(2)沿y軸正方向射入磁場的粒子,在磁場和電場中運動的總時間;
(3)若將勻強電場的方向改為豎直向下,其它條件不變,則粒子達到x軸的最遠位置與最近位置的橫坐標之差。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
靜止在勻強磁場中的放射性原子核X發生衰變,衰變后帶電粒子運動速度和磁感線垂直,兩軌跡圓半徑之比
,帶電粒子在軌跡圓上運動的周期之比
。設衰變過程釋放的核能全部轉化成射線粒子和反沖核的動能,已知該衰變過程前后原子核的質量虧損為m。
(1)該衰變為 衰變。(填“
”或“
”)
(2)寫出核反應方程(反沖核的元素符號可用Y表示): 。
(3)計算射線粒子和反沖核的動能。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)如圖甲所示,豎直面MN的左側空間存在豎直向上的勻強電場(上、下及左側無邊界)。一個質量為m、電量為q的可視為質點的帶正電的小球,以大小為v0的速度垂直于豎直面MN向右作直線運動。小球在t=0時刻通過電場中的P點,為使小球能在以后的運動中豎直向下通過D點(P、D間距為L,且它們的連線垂直于豎直平面MN,D到豎直面MN的距離DQ等于L/π),經過研究,可以在電場所在的空間疊加如圖乙所示隨時間周期性變化的、垂直紙面向里的磁場,設
且為未知量。求:
(1)場強E的大小;
(2)如果磁感應強度B0為已知量,試推出滿足條件t1的表達式;
(3)進一步的研究表明,豎直向下的通過D點的小球將做周期性運動。則當小球運動的周期最大時,求出磁感應強度B0及運動的最大周期T的大小,并在圖中定性畫出此時小球運動一個周期的軌跡。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖所示,在平面直角坐標系xOy平面內存在著方向相反的兩個勻強磁場區域,其中圓心在坐標原點、半徑為R的圓形區域Ⅰ內磁場方向垂直于xOy平面向里,第一象限和第四象限的圓形區域外(區域Ⅱ)的磁場方向垂直于xOy平面向外,MN為與x軸垂直且與y軸相距2.5R的一條直線,現有一質量為m、電荷量為+q的帶電粒子,經過加速電壓為U的加速電場加速后,從坐標為(-R,0)的A點沿x軸正方向射入區域Ⅰ,并從橫坐標為0.5R處的P點進入區域Ⅱ.已知粒子第一次經過直線MN和第二次經過直線MN時的速度方向恰好相反,不計粒子重力,求:![]()
(1)粒子進入圓形區域Ⅰ時的運動速度v的大小;
(2)區域Ⅰ和Ⅱ中磁感應強度B1、B2的大小;
(3)粒子從A點開始到第二次經過直線MN的過程中運動的總時間t.
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(12分)如下圖所示,初速度為零的負離子經電勢差為U的勻強電場加速后,從離子槍T
中水平射出,經過一段路程后進入水平放置的距離為d的兩平行金屬板MN和PQ之間,
離子所經空間存在著磁感應強度為B的勻強磁場.不考慮離子重力作用,離子的荷質比
在什么范圍內,離子才能打在金屬板PQ上?![]()
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,左側裝置內存在著勻強磁場和方向豎直向下的勻強電場,裝置上下兩極板問電勢差為U,間距為L;右側為“臺形”勻強磁場區域ACDH,其中,AH//CD,
=4L。一束電荷量大小為q、質量不等的帶電粒子(不計重力、可視為質點),從狹縫S1射入左側裝置中恰能沿水平直線運動并從狹縫S2射出,接著粒子垂直于AH、由AH的中點M射入“臺形”區域,最后全部從邊界AC射出。若兩個區域的磁場方向均水平(垂直于紙面向里)、磁感應強度大小均為B,“臺形”寬度
=L,忽略電場、磁場的邊緣效應及粒子間的相互作用。![]()
(1)判定這束粒子所帶電荷的種類,并求出粒子速度的大小;
(2)求出這束粒子可能的質量最小值和最大值;
(3)求出(2)問中偏轉角度最大的粒子在“臺形”區域中運動的時間。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,在直線AA1右側有磁感強度為B的勻強磁場。質量為m、電荷量為q的某離子垂直磁場方向、且沿與AA1邊界成θ=300角的方向射入磁場中,求離子在磁場中運動的時間?![]()
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(14分)如圖所示,一對磁偏轉線圈形成的勻強磁場分布在R = 0.10m的圓形區域內,磁感應強度為0.1T。圓的左端跟y軸相切于直角坐標系的原點O,右端跟足夠大的熒光屏MN相切于x軸上A點,置于原點的粒子源沿x軸正方向射出帶正電的粒子流,以v =
×106m/s射入磁場,粒子的比荷為1×108c/kg,重力不計。求![]()
(1)粒子在磁場中運動的時間。
(2)粒子打在熒光屏上的位置距A的距離。
(3)要使粒子打不到熒光屏上,求粒子的速度大小應滿足的條件。
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