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题目
题型:0107 模拟题难度:来源:
如图,xoy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场,一个质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向开始运动。当它经过图中虚线上的M(,a)点时,撤去电场,粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域(图中未画出),又从虚线上的某一位置N处沿y轴负方向运动并再次经过M点。已知磁场方向垂直xoy平面(纸面)向里,磁感应强度大小为B,不计粒子的重力。试求:
(1)电场强度的大小;
(2)N点的坐标;
(3)矩形磁场的最小面积。
答案
解:如图是粒子运动过程的示意图        (1)粒子从O到M做类平抛运动,设时间为t,则有



(2)粒子运动到M点时速度为v,与x方向的夹角为,则


,即
由题意知,粒子从P点进入磁场,从N点离开磁场,粒子在磁场中以O′点为圆心做匀速圆周运动,设半径为R,则

解得粒子做圆周运动的半径为
由几何关系知
所以N点的纵坐标为
横坐标为
即N点的坐标为(
(3)当矩形磁场为图示虚线矩形时的面积最小,则矩形的两个边长分别为


所以矩形磁场的最小面积为
核心考点
试题【如图,xoy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场,一个质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向开始运动。当它经过图中虚线上的M(,a)点时】;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
如图所示为一种测量电子比荷的仪器的原理图,其中阴极K释放电子,阳极A是一个中心开孔的圆形金属板,在KA间加一定的电压。在阳极右侧有一对平行正对带电金属板M、N,板间存在方向竖直向上的匀强电场。O点为荧光屏的正中央位置,且K与O的连线与M、N板间的中心线重合。电子从阴极逸出通过KA间的电场加速后从小孔射出,沿KO连线方向射入M、N两极板间。已知电子从阴极逸出时的初速度、所受的重力及电子之间的相互作用均可忽略不计,在下列过程中,电子均可打到荧光屏上。
(1)为使电子在M、N两极板间不发生偏转,需在M、N两极板间加一个垂直纸面的匀强磁场,请说明所加磁场的方向;
(2)如果M、N极板间的电场强度为E,垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为B,K与A间的电压为U,电子恰能沿直线KO穿过M、N两极板,打在荧光屏正中央,求电子的比荷(电荷量和质量之比)为多少;
(3)已知M、N板的长度为L1,两极板右端到荧光屏的距离为L2,如果保持M、N两极板间的电场强度为E,K与A间的电压为U,而撤去所加的磁场,求电子打到荧光屏上的位置与O点的距离。
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如图所示,为空间直角坐标系,其中y轴正方向竖直向上。在整个空间中存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现有一质量为、电荷量为q(q>0)的带电小球从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向射出,重力加速度为g,空气阻力可忽略不计。
(1)若在整个空间加一匀强电场,小球从坐标原点O射出恰好做匀速圆周运动,求所加电场的场强大小以及小球做匀速圆周运动第一次通过z轴的坐标;
(2)若改变第(1)问中所加电场的大小和方向,小球从坐标原点O射出恰好沿x轴做匀速直线运动,求此时所加匀强电场的场强大小;
(3)若保持第(2)问所加的匀强电场不变而撤去原有的磁场,小球从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向射出后,将通过A点,已知A点的x轴坐标数值为,求小球经过A点时电场力做功的功率。
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如图所示,离子源A产生的初速度为零、带电荷量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速度电场加速后匀速通过准直管,垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场,经过一段匀速直线运动,垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场。已知HO=d,HS=2d,∠MNQ=90°。(忽略离子所受重力)
(1)求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角Φ;
(2)求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径;
(3)若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处,质量为16 m的离子打在S2处,求S1和S2之间的距离以及能打在NQ上的正离子的质量范围。
题型:山东省期末题难度:| 查看答案
如图甲所示,在空间存一个变化的电场和一个电变化的磁场,电场的方向水平向右(图甲中由B到C),电场强度的大小随时间变化情况如图乙所示;磁感应强度方向垂直于纸面,磁感应强度的大小随时间变化情况如图丙所示。在t=1 s时,从A沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一个粒子,并在此之后,每隔2 s有一相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,射出的粒子均能击中C点。若AB=BC=l,且粒子由A运动到C的时间均小于1 s,不计空气阻力及电磁场变化不定产生的影响,则以下说法正确的是
[     ]
A.磁场方向垂直纸面向外
B.电场强度E0和磁感应强度B0的比值E0/B0=2v0
C.第一个粒子由A运动到C所经历的时间t1=
D.第二个粒子到达C点的动能等于第一个粒子到C点的动能
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如图所示,水平放置的两块带金属极板a、b平行正对,极板长度为l,板间距为d,板间存在着方向坚直向下、场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,假设电场、磁场只存在于两板间。一质量为m、电荷量为q的粒子,以水平速度v0从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向进入极板间,恰好做匀速直线运动,不计重力及空气阻力。
(1)求匀强磁场感应强度B的大小;
(2)若撤去磁场,粒子能从极板间射出,求粒子穿过电场时沿电场方向移动的距离;
(3)若撤去磁场,并使电场强度变为原来的2倍,粒子将打在下极板上,求粒子到达下极板时动能的大小。
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