高三物理解答题中等难度题
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在Oxy平面的第一象限和第二象限区域内,分别存在场强大小均为E的匀强
电场I和II,电场I的方向沿X轴正方向,电场II的方向沿Y轴的正方向。在第三象限
内存在垂直于Oxy平面的匀强磁场III,Q点的坐标为(-x0,0)。已知电子的电量为-e,
质量为m(不计电子所受重力)。
(1)在第一象限内适当位置由静止释放电子,电子经匀强电场I和II后恰能通过Q点。
求释放占的位置坐标x、y应满足的关系式;
(2)若要电子经匀强电场I和II后过Q点时动能最小,电子应从第一象限内的哪点由静止释放?求该点的位置和过Q点时的最小动能。
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如图所示,在oxy坐标平面内有一矩形区域ABCD,AD边在x轴上,ABCD区域恰能均分成边长为L的三个正方形区域I、II、III,区域I、III内存大场强大小均为E的匀强电场,场强方向如图所示,区域II内无电场,(不计电子所受重力和空气阻力)。
(1)在AB边的中点由静止释放一电了,求电子离开ABCD区域的位置到D点的距离d;
(2)在I区域内适当位置由静止释放电子,电子恰从D点离开ABCD区域,求释放位置的纵坐标y与横坐标x之间的关系;
(3)若将左侧电场III整体水平向右移动L/n()的距离(C.D点不随电场移动),仍在I区域内适当位置由静止释放电子,电子也恰从D点离开ABCD区域,释放位置的纵坐标与横坐标之间的关系。
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如图所示在光滑绝缘的水平Oxy平面的ABCD区域内,区域ABEO存在沿X轴负方向的匀强电场,区域MNCD内存在沿Y轴负方向的匀强电场,场强大小均为E, 区域DENM内不存在电场。两匀强电场区域的边界均是边长为L的正方形,即AO=OM=MD=DC=L,如图所示。
(1)在该区域AB边的中点处由静止释放一电量为q的带正电小球,求带电小球离开ABCD区域的位置坐标.
(2)在ABEO区域内适当位置由静止释放一电量为q的带正电小球,小球恰能从ABCD区域左下角D处(即X轴上X=-2L处)离开,求所有释放点的位置坐标满足的关系。
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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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(18分)如图,在第二象限的圆形区域I存在匀强磁场,区域半径为R,磁感应强度为B,且垂直于Oxy平面向里;在第一象限的区域II和区域III内分别存在匀强磁场,磁场宽度相等,磁感应强度大小分别为B和2B,方向相反,且都垂直于Oxy平面。质量为m、带电荷量q(q>0)的粒子a于某时刻从圆形区域I最高点Q(Q和圆心A连线与y轴平行)进入区域I,其速度v= 。已知a在离开圆形区域I后,从某点P进入区域II。该粒子a离开区域II时,速度方向与x轴正方向的夹角为30°;此时,另一质量和电荷量均与a相同的粒子b从P点进入区域II,其速度沿x轴正向,大小是粒子a的。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求:
(1)区域II的宽度;
(2)当a离开区域III时,a、b两粒子的y坐标之差.
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(20分)如图,在xOy平面第一象限整个区域分布一匀 强电场,电场方向平行y轴向下.在第四象限内存在一有界匀强磁场,左边界为y轴,右边界为x=5l的直线, 磁场方向垂直纸面向外.一质量为m、带电荷量为+q的粒子从y轴上P点以初速度v0垂直y轴射人匀强电场,在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成450角进入匀强磁场.已知OQ=l,不计粒子重力.求:
(1)P点的纵坐标;
(2)要使粒子能再次进入电场,磁感应强度B的取值范围.
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如图所示xoy坐标系中,在y>0区域内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场;在-l≤x≤0的第III象限内存在沿y轴负方向的匀强电场;在x>0的第IV象限内有一个带负电的固定点电荷(图中未标出)。一质量为m,带电量为q的带正电粒子,以初速度v0沿x轴正方向从x轴上的M(-l,0)点射入电场区域,粒子重力可忽略。粒子经过N(0, )点后,以恒定速率经P(,0)点进入磁场区域并回到M点。求
(1)匀强电场的电场强度E;
(2)匀强磁场的磁感应强度B;
(3)粒子从N点到M点所用的时间t。(结果可保留根式)
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