(14分)如圖所示,在一寬度D="16" cm的區域內,同時存在相互垂直的勻強磁場B和勻強電場E,電場的方向豎直向上,磁場的方向垂直向外。一束帶電粒子以速度
同時垂直電場和磁場的方向射入時,恰不改變運動方向。若粒子射入時只有電場,可測得粒子穿過電場時沿豎直方向向上偏移6.4 cm;若粒子射人時只有磁場,則粒子束離開磁場時偏離原方向的距離是多少?不計粒子的重力。![]()
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)如圖a所示,水平直線MN下方有豎直向上的勻強電場,現將一重力不計、比荷
的正電荷置于電場中的O點由靜止釋放,經過
后,電荷以
的速度通過MN進入其上方的勻強磁場,磁場與紙面垂直,磁感應強度B按圖b所示規律周期性變化(圖b中磁場以垂直紙面向外為正,以電荷第一次通過MN時為t=0時刻).計算結果可用π表示。
(1)求O點與直線MN之間的電勢差;
(2)求圖b中
時刻電荷與O點的水平距離;
(3)如果在O點右方d=67.5cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從O點出發運動到擋板所需的時間。![]()
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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;
(2)區域Ⅰ和Ⅱ中磁感應強度B1、B2的大;
(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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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
(14分)如圖所示,豎直平面坐標系xOy的第一象限,有垂直xOy面向外的水平勻強磁場和豎直向上的勻強電場,大小分別為B和E;第四象限有垂直xOy面向里的水平勻強電場,大小也為E;第三象限內有一絕緣光滑豎直放置的半徑為R的半圓軌道,軌道最高點與坐標原點O相切,最低點與絕緣光滑水平面相切于N。一質量為m的帶電小球從y軸上(y>0)的P點沿x軸正方向進入第一象限后做圓周運動,恰好通過坐標原點O,且水平切入半圓軌道并沿軌道內側運動,過N點水平進入第四象限,并在電場中運動(已知重力加速度為g)。![]()
(1)判斷小球的帶電性質并求出其所帶電荷量;
(2)P點距坐標原點O至少多高;
(3)若該小球以滿足(2)中OP最小值的位置和對應速度進入第一象限,通過N點開始計時,經時間
小球距N點的距離s為多遠。
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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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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(13分)一個重力不計的帶電粒子,以大小為v的速度從坐標(0,L)的a點,平行于x軸射入磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向外的圓形勻強磁場區域,并從x軸上b點射出磁場,射出速度方向與x軸正方向夾角為60°,如圖所示.求:![]()
(1)帶電粒子在磁場中運動的軌道半徑;
(2)帶電粒子的比荷q/m及粒子從a點運動到b點的時間;
(3)其他條件不變,要使該粒子恰從O點射出磁場,求粒子入射速度大小.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
磁流體發電是一項新興技術,它可以把物體的內能直接轉化為電能,如圖所示,平行金屬板A、B之間相距為d,板間的磁場按勻強磁場處理,磁感應強度為B,等離子體以速度v沿垂直于B的方向射入磁場,金屬板A、B是邊長為a的正方形,等離子體的電阻率為ρ,外接電阻R。求:![]()
(1)發電機的電動勢;
(2)電阻R上的電流;
(3)要使等離子體能進入磁場所需的外力.
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
有一個帶正電的小球,質量為m,電荷量為q,靜止在固定的絕緣支架上.現設法給小球一個瞬時的初速度v0使小球水平飛出,飛出時小球的電荷量沒有改變.同一豎直面內,有一個固定放置的圓環(圓環平面保持水平),環的直徑略大于小球直徑,如圖甲所示.空間所有區域分布著豎直方向的勻強電場,垂直紙面的勻強磁場分布在豎直方向的帶狀區域中,小球從固定的絕緣支架水平飛出后先做勻速直線運動,后做勻速圓周運動,豎直進入圓環.已知固定的絕緣支架與固定放置的圓環之間的水平距離為2s,支架放小球處與圓環之間的豎直距離為s,v0>
,小球所受重力不能忽略.求:![]()
(1)空間所有區域分布的勻強電場的電場強度E的大小和方向;
(2)垂直紙面的勻強磁場區域的最小寬度S,磁場磁感應強度B的大小和方向;
(3)小球從固定的絕緣支架水平飛出到運動到圓環的時間t.
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