(16分)如圖所示,在坐標(biāo)系xoy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于xoy面向里;第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子自y軸的P點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限,經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限,隨即撤去電場,以后僅保留磁場。已知OP=d,OQ=2d,不計粒子重力。
(1)求粒子過Q點(diǎn)時速度的大小和方向。
(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一定值B0,粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限,求B0;
(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值,經(jīng)過一段時間后粒子將再次經(jīng)過Q點(diǎn),且速度與第一次過Q點(diǎn)時相同,求該粒子相鄰兩次經(jīng)過Q點(diǎn)所用的時間。
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
兩平行金屬板的間距恰好等于極板的長度,F(xiàn)有重力不計的正離子束以相同的初速度v0平行于兩板從兩板的正中間向右射入。第一次在兩板間加恒定的電壓,建立起場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,則正離子束剛好從上極板的右邊緣射出;第二次撤去電場,在兩板間建立起磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場,則正離子束剛好從下極板右邊緣射出。由此可知E與B大小的比值是 ( )
A.1.25v0 | B.0.5v0 | C.0.25v0 | D.v0 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
在平面直角坐標(biāo)系xoy的第一象限內(nèi)有一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,半徑r=0.1m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T,與y軸、x軸分別相切于A、C兩點(diǎn)。第四象限內(nèi)充滿平行于x軸的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E=0.3 V/m,如圖所示。某帶電粒子以vo=20m/s的初速度,自A點(diǎn)沿AO1方向射入磁場,從C點(diǎn)射出(不計重力)。
(1)帶粒子的比荷;
(2)若該粒子以相同大小的初速度,自A點(diǎn)沿與AO1成30o角的方向斜向上射入磁場,經(jīng)磁場、電場后射向y軸,求經(jīng)過y軸時的位置坐標(biāo)。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(14分)如圖,從陰極K發(fā)射的熱電子,重力和初速均不計,通過加速電場后,沿圖示虛線垂直射入勻強(qiáng)磁場區(qū),磁場區(qū)域足夠長,寬度為L=2.5cm。已知加速電壓為U=182V,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=9.1×10-4T,電子的電量,電子質(zhì)量。求:
(1)電子在磁場中的運(yùn)動半徑R
(2)電子在磁場中運(yùn)動的時間t(結(jié)果保留)
(3)若加速電壓大小可以改變,其他條件不變,為使電子在磁場中的運(yùn)動時間最長,加速電壓U應(yīng)滿足什么條件?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖甲所示,一邊長L=2.5m、質(zhì)量m=0.5kg的正方形金屬線框,放在光滑絕緣的水平面上,整個裝置放在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場中,它的一邊與磁場的邊界MN重合。在水平力F作用下由靜止開始向左運(yùn)動,經(jīng)過5s線框被拉出磁場。測得金屬線框中的電流隨時間變化圖像如乙圖所示,在金屬線框被拉出過程中。
⑴求通過線框?qū)Ь截面的電量及線框的電阻;
⑵寫出水平力F隨時間變化的表達(dá)式;
⑶已知在這5s內(nèi)力F做功1.92J,那么在此過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖所示,固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌電阻不計,上端a、b間接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上。初始時刻,彈簧恰處于自然長度,導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度v0。整個運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行。
(1)求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向;
(2)當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時,速度變?yōu)関,求此時導(dǎo)體棒的加速度大小a;
(3)導(dǎo)體棒最終靜止時彈簧的彈性勢能為Ep,求導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動直到停止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中,y>0的范圍內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場;在y<0的范圍內(nèi)存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(方向未畫出)。已知OA=OC=CD=DE=EF=L,OB=L,F(xiàn)在一群質(zhì)量為m、電荷量大小為q(重力不計)的帶電粒子,分布在A、B之間。t=0時刻,這群帶電粒子以相同的初速度v0沿x軸正方向開始運(yùn)動。觀察到從A點(diǎn)出發(fā)的帶電粒子恰好從D點(diǎn)第一次進(jìn)入磁場,然后從O點(diǎn)第一次離開磁場。
(1)試判斷帶電粒子所帶電荷的正負(fù)及所加勻強(qiáng)磁場的方向;
(2)試推導(dǎo)帶電粒子第一次進(jìn)入磁場的位置坐標(biāo)x與出發(fā)點(diǎn)的位置坐標(biāo)y的關(guān)系式;
(3)試求從A點(diǎn)出發(fā)的帶電粒子,從O點(diǎn)第一次離開磁場時的速度方向與x軸正方向的夾角θ。(圖中未畫出)
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分) 如圖,左邊矩形區(qū)域內(nèi),有場強(qiáng)為E0的豎直向下的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,電荷量為q、質(zhì)量不同的帶正電的粒子(不計重力),沿圖中左側(cè)的水平中線射入,并水平穿過該區(qū)域,再垂直射入右邊磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,該區(qū)域磁場邊界為AA/、BB/,方向垂直紙面向外,左右寬為a,上下足夠長。
(1)求帶電粒子速度的大小v;
(2)如果帶電粒子都能從AA/邊界垂直進(jìn)入后又返回到AA/邊界,則帶電粒子的質(zhì)量在什么范圍?
(3)如果帶電粒子能與BB/邊界成600角射出磁場區(qū)域(該點(diǎn)未畫出),則該帶點(diǎn)粒子的質(zhì)量是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)一荷質(zhì)比為的帶電粒子經(jīng)一電場U=150V加速進(jìn)入到一只有左邊界的勻強(qiáng)磁場中,已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B="0.1T" 求:
(1)粒子離開電場時的速度
(2)粒子離開磁場左邊界的位置距離進(jìn)入點(diǎn)的長度
(3)粒子在磁場中運(yùn)動的時間
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