如图所示,在平面直角坐标系xoy内,坐标原点O处有一粒子源,向与x轴成角的方向连续不断地发射质量为m、电荷量为、速度大小为的粒子,经过足够长的时间后,在第Ⅰ象限加一方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁杨,不计粒子重力及粒子间的相互作用。求:
(1)粒子在磁场中运动的最短时间;
(2)粒子离开磁场时距O点的最大距离。
高三物理解答题中等难度题
如图所示,在平面直角坐标系xoy内,坐标原点O处有一粒子源,向与x轴成角的方向连续不断地发射质量为m、电荷量为、速度大小为的粒子,经过足够长的时间后,在第Ⅰ象限加一方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁杨,不计粒子重力及粒子间的相互作用。求:
(1)粒子在磁场中运动的最短时间;
(2)粒子离开磁场时距O点的最大距离。
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如图所示,在平面直角坐标系xoy内,坐标原点O处有一粒子源,向与x轴成角的方向连续不断地发射质量为m、电荷量为、速度大小为的粒子,经过足够长的时间后,在第Ⅰ象限加一方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁杨,不计粒子重力及粒子间的相互作用。求:
(1)粒子在磁场中运动的最短时间;
(2)粒子离开磁场时距O点的最大距离。
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如图甲所示,在xOy坐标平面原点O处有一粒子源,能向xOy坐标平面2θ=120°范围内各个方向均匀发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子初速度大小均为v0,不计粒子重力及粒子间相互作用。
(1)在图甲y轴右侧加垂直纸面向里且范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B1,垂直于x轴放置足够大的荧光屏MN。
①沿x轴平移荧光屏,使得所有粒子刚好都不能打到屏上,求此时荧光屏到O点的距离d;
②若粒子源发射的粒子有一半能打到荧光屏上并被吸收,求所有发射的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比;
(2)若施加两个垂直纸面的有界圆形匀强磁场区,使得粒子源发出的所有粒子经过磁场偏转后成为一束宽度为2L、沿x轴正方向的平行粒子束,如图乙所示,请在图乙中大致画出磁场区,标出磁场方向,并求出磁感应强度的大小B2。
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如图所示,在直角坐标系xOy的原点O处有一放射源S,S在xOy平面内均匀地发射速度大小为v的正电粒子,粒子质量为m,电荷量为q。y轴的右侧垂直于x轴放置长度为L的绝缘弹性薄板MN,MN与x轴交于O′点,粒子与其碰撞并反弹,反弹前后平行于板的分速度大小、方向均不变,垂直于板的分速度大小不变,方向相反,碰撞时粒子的电量不变。已知三角形MNO为正三角形,不计粒子的重力。
⑴若只在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场,要使y轴右侧射出的所有粒子都能打到弹性板MN上,试求电场强度的最小值Emin及此条件下打到荧光屏M点的粒子的动能;
⑵若在xOy平面内只加一方向垂直纸面向里的匀强磁场,要有粒子直接击中弹性板MN的反面O′点,试求磁场的磁感应强度的最大值Bmax;
⑶若磁场方向及大小与 ⑵ 中所求Bmax相同,请判断直接击中MN板反面O′ 的粒子反弹后能否击中MN正面O′ 点。若能击中,请计算经MN反面O′点反弹后第一次击中正面O′点这一过程的时间;若不能击中,请说明理由。
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如图所示,在、的长方形区域有垂直于xoy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.坐标原点O处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计),它们的速度方向均在xoy平面内的第一象限,且与y轴正方向的夹角分布在0~范围内,速度大小不同,且满足.已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T,则下列说法正确的是( )
A.最先从磁场上边界飞出的粒子经历的时间为
B.最先从磁场上边界飞出的粒子经历的时间大于
C.最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为
D.最后从磁场中飞出的粒子经历的时间小于
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如图所示,在、的长方形区域有垂直于xoy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.坐标原点O处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计),它们的速度方向均在xoy平面内的第一象限,且与y轴正方向的夹角分布在0~90°范围内,速度大小不同,且满足.已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T,则下列说法正确的是
A. 最先从磁场上边界飞出的粒子经历的时间为
B. 最先从磁场上边界飞出的粒子经历的时间小于
C. 最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为
D. 最后从磁场中飞出的粒子经历的时间小于
高三物理多选题极难题查看答案及解析
如图所示,在、的长方形区域有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,坐标原点O处有一粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子重力不计,其速度方向均在xOy平面内的第一象限,且与y轴正方向的夹角分布在范围内,速度大小不同,且满足,若粒子在磁场中做圆周运动的周期为T,最先从磁场上边界飞出的粒子经历的时间为,最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为,则下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
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如图所示的xOy平面内,坐标原点O处有一正粒子源,可以向y轴右侧发射出大量同种带电粒子,粒子的质量为m,电荷量为q,所有粒子的初速度大小均为v0,其方向与y轴正方向的夹角分布在0~180°范围内。y轴右侧有一直线PQ,PQ与y轴相距为d,y轴与直线PQ区域内有平行x轴向右范围足够大的匀强电场,电场强度大小E=,在PQ的右侧有矩形区域的匀强磁场,其右侧边界为MN,磁感应强度大小B=,磁场方向垂直于xOy平面向里。不计粒子间的相互作用,不计粒子重力。
(1)求沿x轴正方向入射的粒子第一次到达PQ的速度及其所用的时间;
(2)若矩形磁场沿y轴方向上足够长,要求所有的粒子均能到达MN,求MN与PQ间的最大距离△x;
(3)欲使沿y轴负方向射入的粒子经电磁场后能回到y轴且距离原点O最远,求矩形磁场区域的最小面积。
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如图所示,在轴上方存在垂直xoy平面向外的匀强磁场,坐标原点O处有一粒子源,可向x轴和x轴上方的各个方向不断地发射速度大小均为v,质量为m、带电量为q的同种带电粒子。在x轴上距离原点处垂直于x轴放置一个长度为、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P(粒子一旦打在金属板P上,其速度立即变为0)。现观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打的薄金属板的上端,且速度方向与y轴平行,不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)求被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值;
(3)若在y轴上另放置一能接收带电粒子的挡板,使薄金属板P右侧不能接收到带电粒子,试确定挡板的最小长度和放置的位置坐标。
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如图所示,在轴上方存在垂直xoy平面向外的匀强磁场,坐标原点O处有一粒子源,可向x轴和x轴上方的各个方向不断地发射速度大小均为v,质量为m、带电量为q的同种带电粒子。在x轴上距离原点处垂直于x轴放置一个长度为、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P(粒子一旦打在金属板P上,其速度立即变为0)。现观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打的薄金属板的上端,且速度方向与y轴平行,不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)求被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值;
(3)若在y轴上另放置一能接收带电粒子的挡板,使薄金属板P右侧不能接收到带电粒子,试确定挡板的最小长度和放置的位置坐标。
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