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题目
题型:山东省模拟题难度:来源:
如图甲所示,CDMN之间存在着变化的电场,电场变化规律如图乙所示(图中电场方向为正方向),MN为一带电粒子可以自由通过的理想边界,直线MN下方无磁场,上方两个同心半圆内存在着有理想边界的匀强磁场,其分界线是半径为R和2R的半圆,半径为R的圆两侧的磁场方向相反且垂直于纸面,磁感应强度大小都为B。现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒在t=0时刻从O2点沿MNCD间的中心线O2O1水平向左射入电场,到达P点时以水平向左的速度进入磁场,最终打在Q点。不计微粒的重力。求:
(1)微粒在磁场中运动的周期T
(2)微粒在电场中的运动时间t1与电场的变化周期T0之间的关系;
(3)MNCD之间的距离d
(4)微粒在磁场中运动的半径r的可能值的表达式及r的最大值。
答案
解:(1)洛仑兹力提供向心力
  
  
(2)由题意分析可知:微粒在竖直方向的运动加速和减速的时间是相等的     
t1=k=1,2,3…)
(3)微粒运动的加速度大小
时间内带电粒子的位移大小
k=1,2,3…)  
k=1,2,3…)
(4)粒子的运动轨迹将磁场边界分成n等分(n=2,3,4…)
由几何知识可得:

        
  
由于有边界限制,须有:x+r<2R
由几何关系可知  
则有  

得到当n=2时不成立,如图,故n=3,4,5…
经分析可知,n越大,r就越小
当n=3时,半径r有最大值,最大值
核心考点
试题【如图甲所示,CD和MN之间存在着变化的电场,电场变化规律如图乙所示(图中电场方向为正方向),MN为一带电粒子可以自由通过的理想边界,直线MN下方无磁场,上方两个】;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
如图所示,带电平行金属板相距为2R,在两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,与两板及左侧边缘线相切。一个带正电的粒子(不计重力)沿两板间中心线O1O2从左侧边缘O1点以某一速度射入,恰沿直线通过圆形磁场区域,并从极板边缘飞出,在极板间运动时间为t0。若撤去磁场,质子仍从O1点以相同速度射入,则经t0/2时间打到极板上。
(1)求两极板间电压U;
(2)若两极板不带电,保持磁场不变,该粒子仍沿中心线O1O2O1点射入,欲使粒子从两板左侧间飞出,射入的速度应满足什么条件。
题型:广东省模拟题难度:| 查看答案
某仪器用电场和磁场来控制电子在材料表面上方的运动,如图所示,材料表面上方矩形区域PP"N"N充满竖直向下的匀强电场,电场宽为d;矩形区域NN"M"M充满垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,长为3s,宽为sNN"为磁场与电场之间的薄隔离层。一个电荷量为e、质量为m、初速为零的电子,从P点开始被电场加速经隔离层垂直进入磁场,电子每次穿越隔离层,时间极短、运动方向不变,其动能损失是每次穿越前动能的10%,最后电子仅能从磁场边界M"N"飞出。不计电子所受重力。
(1)控制电子在材料表面上方运动,最大的电场强度为多少?
(2)若电子以上述最大电场加速,经多长时间将第三次穿越隔离层?
(3)AM"N"的中点,若要使电子在AM"间垂直于AM"飞出,求电子在磁场区域中运动的时间。
题型:浙江省模拟题难度:| 查看答案
图a为测量分子速率分布的装置示意图。圆筒绕其中心匀速转动,侧面开有狭缝N,内侧贴有记录薄膜,M为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的银原子蒸汽穿过屏上的S缝后进入狭缝N,在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。展开的薄膜如图b所示,NP,PQ间距相等。则
[     ]
A.到达M附近的银原子速率较大
B.到达Q附近的银原子速率较大
C.位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率
D.位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率
题型:上海高考真题难度:| 查看答案
带电质点在匀强磁场中运动,某时刻速度方向如图所示,所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反,不计阻力,则在此后的一小段时间内,带电质点将
[     ]
A.可能做直线运动
B.可能做匀减速运动 
C.一定做曲线运动
D.可能做匀速圆周运动
题型:专项题难度:| 查看答案
如图所示,平行金属板倾斜放置,AB长度为L,金属板与水平方向的夹角为θ,一电荷量为-q、质量为m的带电小球以水平速度v0进入电场,且做直线运动,到达B点,离开电场后,进入如图所示的电磁场(图中电场未画出)区域做匀速圆周运动,并竖直向下穿出电磁场,磁感应强度为B。求:  
(1)带电小球进入电磁场区域时的速度v
(2)带电小球进入电磁场区域运动的时间;
(3)重力在电磁场区域对小球所做的功。
题型:专项题难度:| 查看答案
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