在如图所示的xoy坐标系中,y>0的区域内存在着沿y轴正方向、场强为E的匀强电场,y<0的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的P(0,h)点以沿x轴正方向的初速度射出,恰好能通过x轴上的D(d,0)点。已知带电粒子的质量为m,带电量为 – q。h、d、q均大于0,不计重力的影响。
(1)若粒子只在电场作用下直接到达D点,求粒子初速度的大小v0;
(2)若粒子在第二次经过x轴时到达D点,求粒子初速度的大小v0;
(3)若粒子在从电场进入磁场时到达D点,求粒子可能具有的初速度的大小v0;
高三物理计算题中等难度题
(16分)在如图所示的xoy坐标系中,y>0的区域内存在着沿y轴正方向、场强为E的匀强电场,y<0的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.一带电粒子从y轴上的P(0,h)点以沿x轴正方向的初速度射出,恰好能通过x轴上的D(d,0)点.己知带电粒子的质量为m,带电量为-q.h、d、q均大于0.不计重力的影响.
(1)若粒子只在电场作用下直接到达D点,求粒子初速度的大小;
(2)若粒子在第二次经过x轴时到达D点,求粒子初速度的大小
(3)若粒子在从电场进入磁场时到达D点,求粒子初速度的大小;
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在如图所示的xoy坐标系中,y>0的区域内存在着沿y轴正方向、场强为E的匀强电场,y<0的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的P(0,h)点以沿x轴正方向的初速度射出,恰好能通过x轴上的D(d,0)点。已知带电粒子的质量为m,带电量为 – q。h、d、q均大于0,不计重力的影响。
(1)若粒子只在电场作用下直接到达D点,求粒子初速度的大小v0;
(2)若粒子在第二次经过x轴时到达D点,求粒子初速度的大小v0;
(3)若粒子在从电场进入磁场时到达D点,求粒子可能具有的初速度的大小v0;
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在如图所示的xoy坐标系中,y>0的区域内存在着沿y轴正方向、场强为E的匀强电场,y<0的区域内存在着垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的P(0,h)点以沿x轴正方向的初速度射出。已知带电粒子的质量为m,带电量为-q。h、q均大于0,不计重力的影响。
(1)若从p点射出后直接通过x轴上的D(2h,0)点,求经过D点的速度;
(2)若从p点射出后直接通过x轴上的D(2h,0)点,求从开始到第二次经过x轴的时间;
(3)求初速度v0、E、B、h、m、q应满足什么关系,该粒子能从电场到磁场过程经过D(2h,0)点。
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(20分)如图所示,平面直角坐标系xOy的第二象限内存在场强大小为E,方向与x轴平行且沿x轴负方向的匀强电场,在第一、三、四象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。现将一挡板放在第二象限内,其与x,y轴的交点M、N到坐标原点的距离均为2L。一质量为m,电荷量绝对值为q的带负电粒子在第二象限内从距x轴为L、距y轴为2L的A点由静止释放,当粒子第一次到达y轴上C点时电场突然消失。若粒子重力不计,粒子与挡板相碰后电荷量及速度大小不变,碰撞前后,粒子的速度与挡板的夹角相等(类似于光反射时反射角与入射角的关系)。求:
(1)C点的纵坐标。
(2)若要使粒子再次打到档板上,磁感应强度的最大值为多少?
(3)磁感应强度为多大时,粒子从A点出发与档板总共相碰两次后到达C点?这种情况下粒子从A点出发到第二次到达C点的时间多长?
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(20分)如图所示,平面直角坐标系xOy的第二象限内存在场强大小为E,方向与x轴平行且沿x轴负方向的匀强电场,在第一、三、四象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。现将一挡板放在第二象限内,其与x,y轴的交点M、N到坐标原点的距离均为2L。一质量为m,电荷量绝对值为q的带负电粒子在第二象限内从距x轴为L、距y轴为2L的A点由静止释放,当粒子第一次到达y轴上C点时电场突然消失。若粒子重力不计,粒子与挡板相碰后电荷量及速度大小不变,碰撞前后,粒子的速度与挡板的夹角相等(类似于光反射时反射角与入射角的关系)。求:
(1)C点的纵坐标。
(2)若要使粒子再次打到档板上,磁感应强度的最大值为多少?
(3)磁感应强度为多大时,粒子从A点出发与档板总共相碰两次后到达C点?这种情况下粒子从A点出发到第二次到达C点的时间多长?
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如图所示,直角坐标系xOy的第一象限内存在与x轴正方向成45°角的匀强电场,第二象限内存在与第一象限方向相反的匀强电场,两电场的场强大小相等.x轴下方区域Ⅰ和区域Ⅱ内分别存在磁感应强度不同的、方向垂直纸面向外的足够大匀强磁场,两磁场的分界线与x轴平行,区域Ⅰ中磁场的磁感应强度大小为B,在分界线上有一绝缘弹性挡板,挡板关于y轴对称.现在P(0,y0)点由静止释放一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计粒子重力),粒子立即进入第一象限运动,以速度v穿过x轴后,依次进入区域Ⅰ和区域Ⅱ磁场,已知粒子从区域Ⅰ进入区域Ⅱ时,速度方向垂直挡板紧贴挡板的右侧边缘,在与挡板进行碰撞时粒子的电荷量和能量均无变化,且与挡板的中央发生过碰撞.求
(1)电场强度E的大小;
(2)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子再次回到y轴时的位置坐标和此时粒子速度方向.
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如图,在xoy平面上x<0的区域内存在一垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B;OA是过原点的一条直线,与y轴正方向夹角为60°.在x>0的区域有一与OA平行的匀强电场,场强大小为E.现有一质量为m,电量为q的带正电的粒子(重力不计)从直线OA上的某处P点由静止释放后,经0点进入磁场,经过一段时间后恰能垂直OA到达0A上的Q点(电场方向以及P点、Q点位置在图中均未画出).求
(1)P点的坐标;
(2)粒子从P点释放到垂直0A到达Q点所用的时间;
(3)PQ之间的距离.
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(18分)如图所示,在直角坐标系xOy的第Ⅱ象限整个区域内,存在着沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场,在第Ⅳ象限整个区域内存在着方向垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。从电场中P(-L,2L)、Q(-L,)两点连线上各处,沿x轴正方向同时射入许多质量为m、电荷量为q的带正电粒子,结果所有粒子都从坐标原点O进入磁场。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用,求:
(1)粒子从射入到全部通过O点所用的时间t0。
(2)这些粒子从x轴上射出磁场时,所经过区域的宽度△d。
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如图所示,为了研究带电粒子在电场和磁场中的运动,在空间中建立一平面直角坐标系xOy,在0<_y<5l的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,在x>0且y<0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场,在y轴的正半轴上固定着一个长为l的弹性绝缘挡板,挡板上端位于Q点,下端与坐标原点O重合.有一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子甲从电场中的M点由静止释放,加速后以大小为v的速度从x轴上的P点进入磁场.当粒子甲刚进人磁场时,位于M点正下方的N点,有一质量为m,电荷量为1.5q的带正电的粒子乙由静止 释放,经过t0=时间加速后也从P点进入磁场.已知甲、乙两粒子在磁场中运动轨迹重合,均垂直打在弹性挡板上的Q点并以原速率弹回,不考虑粒子与挡板发生碰撞所需的时间,不计粒子重力.
(1)求磁场的磁感应强度大小B;
(2)求M、P两点和N、P两点间的距离y1和y2;
(3)若粒子乙与弹性挡板相碰时,立即撤去磁场,并经过时间t恢复原磁场,要使此后两粒子一直在磁场中运动但不能经过同一位置,求时间t的取值范围.
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