如图所示,在空间直角坐标系中,Ⅰ、Ⅱ象限(含、轴)有磁感应强度为,方向垂直于纸面向外的匀强磁场和电场强度为,方向竖直向上的匀强电场;Ⅲ、Ⅳ象限(不含轴)有磁感应强度为,方向沿轴负方向的匀强磁场,光滑圆弧轨道圆心,半径为,圆环底端位于坐标轴原点。质量为,带电的小球从处水平向右飞出,经过一段时间,正好运动到点。质量为,带电小球的穿在光滑圆弧轨道上从与圆心等高处静止释放,与同时运动到点并发生完全非弹性碰撞,碰后生成小球(碰撞过程无电荷损失)。小球、、均可视为质点,不计小球间的库仑力,取,求:
(1)小球在处的初速度为多大;
(2)碰撞完成后瞬间,小球的速度;
(3)分析球在后续运动过程中,第一次回到轴时的坐标。
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如图所示,在直角坐标系的第Ⅰ象限0≤x≤4区域内,分布着场强的匀强电场,方向竖直向上;第Ⅱ象限中的两个等腰直角三角形区域内,分布着磁感应强度均为的匀强磁场,方向分别垂直纸面向外和向里.质量、电荷量为q=+3.2×10-19C的带电粒子(不计粒子重力),从坐标点M(-4,)处,以×106m/s的速度平行于x轴向右运动,并先后通过匀强磁场区域和匀强电场区域.
(1)求带电粒子在磁场中的运动半径;
(2)在图中画出粒子从直线x=-4到x=4之间的运动轨迹,并在图中标明轨迹与y轴和直线x=4的坐标(不要求写出解答过程);
(3)求粒子在两个磁场及电场区域所用的总时间.
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如图所示,位于竖直平面内的坐标系xOy,在其第三象限空间有正交的匀强磁场和匀强电场,匀强磁场沿水平方向且垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B,匀强电场沿x 轴负方向、场强大小为E。在其第一象限空间有沿y 轴负方向的、场强大小为的匀强电场。一 个电荷量的绝对值为q 的油滴从图中第三象限的P 点得到一初速度,恰好能沿PO 作直线运动(PO 与x 轴负方向的夹角为θ = 37°),并从原点O 进入第一象限。已知重力加速度为g,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8,不计空气阻力。问:
(1)油滴的电性;
(2)油滴在P 点得到的初速度大小;
(3)在第一象限的某个长方形区域再加上一个垂直于纸面向里的、磁感应强度也为B 的匀强磁场,且该长方形区域的下边界在x 轴上,上述油滴进入第一象限后恰好垂直穿过x 轴离开第一象限,求这个长方形区域的最小面积以及油滴在第一象限内运动的时间。
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如图所示,在空间有xOy坐标系,第三象限有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,第四象限有竖直向上的匀强电场。一个质量为m,电荷量为q的正离子,从A处沿x轴成角垂直射入匀强磁场中,结果离子正好从距O点为L的C处沿垂直电场方向进入匀强电场,最后离子打在x轴上距O点2L的D处,不计离子重力,求:
(1)此离子在磁场中做圆周运动的半径r;
(2)离子从A处运动到D处所需时间;
(3)场强E的大小。
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如图所示,坐标系中第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=102 T,同时有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E1=102 V/m,第四象限有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E2=2E1=2×102 V/m.若有一个带正电的微粒,质量m=10-12 kg,电量q=10-13 C,以水平与x轴同方向的初速度从坐标轴的P1点射入第四象限,OP1=0.2 m,然后从x轴上的P2点穿入第一象限,OP2=0.4 m,接着继续运动.取g=10 m/s2.求:
(1)微粒射入的初速度;
(2)微粒第三次过x轴的位置;
(3)从P1开始到第三次过x轴的总时间.
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如图所示,坐标系中第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=102 T,同时有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E1=102 V/m,第四象限有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E2=2E1=2×102 V/m.若有一个带正电的微粒,质量m=10-12kg,电荷量q=10-13C,以水平与x轴同方向的初速度从坐标轴的P1点射入第四象限,OP1=0.2 m,然后从x轴上的P2点进入第一象限,OP2=0.4 m,接着继续运动.(g=10 m/s2)求:
1.微粒射入的初速度;
2.微粒第三次过x轴的位置及从P1开始到第三次过x轴的总时间.
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如图所示,坐标系中第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=102 T,同时有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E1=102 V/m,第四象限有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E2=2E1=2×102 V/m.若有一个带正电的微粒,质量m=10-12kg,电荷量q=10-13C,以水平与x轴同方向的初速度从坐标轴的P1点射入第四象限,OP1=0.2 m,然后从x轴上的P2点进入第一象限,OP2=0.4 m,接着继续运动.(g=10 m/s2)求:
(1)微粒射入的初速度;
(2)微粒第三次过x轴的位置及从P1开始到第三次过x轴的总时间
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如图所示,位于竖直平面内的坐标系xoy,在其第三象限空间有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E.在其第一象限空间有沿y轴负方向的、场强为的匀强电场,并在y>h区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度,恰好能沿PO作直线运动(PO与x轴负方向的夹角为θ=37 o),并从原点O进入第一象限。已知重力加速度为g,sin37o=0.6,cos37o=0.8,求:
(1)油滴的电性;
(2)油滴在P点得到的初速度大小;
(3)油滴在第一象限运动的时间和离开第一象限处的坐标值.
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如图所示的空间中有一直角坐标系Oxy,第一象限内存在竖直向下的匀强电场,第四象限x轴下方存在沿x轴方向足够长,宽度m的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小B=0.4T,一带正电粒子质量m=3.2×10-4kg、带电量q=0.16C,从y轴上的P点以v0=1.0×103m/s的速度水平射入电场,再从x轴上的Q点进入磁场,已知OP=9m,粒子进入磁场时其速度方向与x轴正方向夹角θ=,不计粒子重力,求:
(1)OQ的距离;
(2)粒子的磁场中运动的半径;
(3)粒子在磁场中运动的时间;(π值近似取3)
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如图所示,竖直平面内的空间中,有沿水平方向、垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在磁场中建立竖直的平面直角坐标系xOy,在x<0的区域内有沿x轴负向的匀强电场,电场强度大小为E,在x>0的区域内也存在匀强电场(图中未画出)。一个带正电的小球(可视为质点)从x轴上的N点竖直向下做匀速圆周运动至P点后进入x<0的区域,沿着与水平方向成α=30°角斜向上做直线运动,通过x轴上的M点,求:(重力加速度为g,不计空气阻力)
(1)小球运动速度的大小。
(2)在x>0的区域内所加的电场强度的大小。
(3)小球从N点运动到M点所用的时间。
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