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题目
题型:不详难度:来源:
(16分)如图所示,在坐标系的第一、四象限存在一宽度为a、垂直纸面向外的有界匀强磁场,磁感应强度的大小为B;在第三象限存在与y轴正方向成θ=60°角的匀强电场。一个粒子源能释放质量为m、电荷量为+q的粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子源在点P()时发出的粒子恰好垂直磁场边界EF射出;将粒子源沿直线PO移动到Q点时,所发出的粒子恰好不能从EF射出。不计粒子的重力及粒子间相互作用力。求:
⑴匀强电场的电场强度;
⑵PQ的长度;
⑶若仅将电场方向沿顺时针方向转动60º角,粒子源仍在PQ间移动并释放粒子,试判断这些粒子第一次从哪个边界射出磁场并确定射出点的纵坐标范围。

答案
(1)  (2) (3)[]
解析

试题分析:(1)粒子源在P点时,粒子在电场中被加速
根据动能定理 有                 (1分)
解得               (1分)
粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律 有(1分)
由几何关系知,半径     (1分)

解得                       (1分)
(2)粒子源在Q点时,设OQ=d
根据动能定理 有          (1分)
根据牛顿第二定律 有      (1分)
粒子在磁场中运动轨迹与边界EF相切,由几何关系知 
                 (1分)
联立解得                     (1分)
长度           (1分)

(3)若仅将电场方向沿顺时针方向转动角,由几何关系可知,粒子源在PQ间各点释放的粒子经电场后射入磁场时的速率与原来相等,仍为v1、v2。从P、Q点发出的粒子轨道半径仍为  (1分)
从P发出的粒子第一次从y轴上N点射出,由几何关系知轨道正好与EF相切,N点的纵坐标
   (2分)
同理可求,从Q发出的粒子第一次从y轴上M点射出,M点的纵坐标
             (2分)
即射出点的纵坐标范围  [] (1分)

核心考点
试题【(16分)如图所示,在坐标系的第一、四象限存在一宽度为a、垂直纸面向外的有界匀强磁场,磁感应强度的大小为B;在第三象限存在与y轴正方向成θ=60°角的匀强电场。】;主要考察你对粒子在复合场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
图为带电微粒的速度选择器示意图,若使之正常工作,则以下叙述哪个是正确的(     )

A.P1的电势必须高于P2的电势
B.从S2出来的只能是正电荷,不能是负电荷
C.如果把正常工作时的B和E的方向都改变为原来的相反方向,选择器同样正常工作
D.匀强磁场的磁感应强度B、匀强电场的电场强度E和被选择的速度v的大小应满足v=BE
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(18分)如图甲所示,两块足够大的平行金属板水平放置,极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化、方向竖直向下的电场,变化规律如图乙所示,在t=0时刻从负极板由静止释放一个质量为m、带电量为q(q<0)的质点。已知电场强度,同时t0也为已知量。


(1)若质点恰好在t=3t0时刻到达正极板,试求两极板之间的距离d
(2)在第(1)问的条件下,在极板间再加上空间分布均匀、大小随时间周期性变化、方向垂直纸面向外的磁场,变化规律如图丙所示,已知磁感应强度。试求:
①带电质点经过多长时间到达正极板
②带电质点在极板间做圆周运动的最大半径
③画出质点在极板间运动的轨迹图(不需要写计算过程)
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(13分) 如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内,导轨间距为d,b、c两点间接一阻值为r的电阻。ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、有效电阻值为r,杆与ab、cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速运动,上升了H高度,这一过程中bc间电阻r产生的焦耳热为Q,g为重力加速度,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。求:

⑴导体杆上升到H过程中通过杆的电量;
⑵导体杆上升到H时所受拉力F的大小;
⑶导体杆上升到H过程中拉力做的功。
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(14分)如图所示,在x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方向与y轴的夹角θ为45°且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为45°。不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大。求:

⑴C点的坐标;
⑵离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间;
⑶离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角。
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(本题13分)在如图所示的直角坐标系中,有一个与坐标平面垂直的界面,界面与x轴成45°且经过坐标原点O,界面右下侧有一匀强电场,场强为E,方向沿y轴的正方向,界面左上侧有一匀强磁场,方向垂直坐标平面向里,大小未知。现把一个质量为m,电量为+q的带电粒子从坐标为(,-)的P点处由静止释放,粒子以一定的速度第一次经过界面进入磁场区域。经过一段时间,从坐标原点O再次回到电场区域,不计粒子的重力。求:

(1)粒子第一次经过界面进入磁场时的速度有多大?
(2)磁场的磁感应强度的大小?
(3)粒子第三次经过界面时的位置坐标?
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