在空间建立直角坐标系xoy,以坐标原点O为圆心作两个半径分别为r和R的同心圆,小圆与两坐标轴分别交于M、P、两点,Q也是小圆上的一点;两圆将空间分隔成三个区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。在区域Ⅰ内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,区域Ⅱ内也存在垂直于坐标平面的匀强磁场,区域Ⅲ内没有磁场。一个不计重力、带电量为+q、质量为m的粒子从M点沿-y方向进入磁场,从P点进入区域Ⅱ,又从Q点再次回到区域Ⅰ。已知∠POQ=60°,求:
(1)求区域Ⅰ和区域Ⅱ内磁场的磁感应强度;
(2)若要使粒子约束在磁场内,求大圆半径R的最小值;
(3)粒子在磁场中运动的周期。
高二物理解答题困难题
在空间建立直角坐标系xoy,以坐标原点O为圆心作两个半径分别为r和R的同心圆,小圆与两坐标轴分别交于M、P、两点,Q也是小圆上的一点;两圆将空间分隔成三个区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。在区域Ⅰ内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,区域Ⅱ内也存在垂直于坐标平面的匀强磁场,区域Ⅲ内没有磁场。一个不计重力、带电量为+q、质量为m的粒子从M点沿-y方向进入磁场,从P点进入区域Ⅱ,又从Q点再次回到区域Ⅰ。已知∠POQ=60°,求:
(1)求区域Ⅰ和区域Ⅱ内磁场的磁感应强度;
(2)若要使粒子约束在磁场内,求大圆半径R的最小值;
(3)粒子在磁场中运动的周期。
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如图所示,有一横截面为四分之一圆的玻璃棱镜,圆心为O,半径为R。以O为原点建立直角坐标系xOy,两个半径恰好与两个坐标轴重合,单色光在0<y<R范围内从第二象限沿x轴正方向射向棱镜。已知棱镜对单色光的折射率为,真空中光速为c.则:
(i)光线在棱镜AB弧上发生全反射的临界角;光在棱镜中传播的速度。
(ii)在AB弧面上刚好发生全反射的光线,从y轴射入的坐标是多少;该光线离开棱镜的位置坐标。
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由不同介质制成的两个半径均为R的透明四分之一圆柱体I和Ⅱ紧靠在一起,截面如图所示,圆心为O,顶部交点为D,以O为原点建立直角坐标系xOy。红色光束1从介质I底部的A(,0)点垂直于界面入射;红色光束2平行于y轴向下射人介质Ⅱ,入射点为B且∠BOD=60°。已知透明介质I对红光的折射率,透明介质Ⅱ对红光的折射率。设光束1经柱面反射或折射后与y轴交点和光束2经柱体下底面折射后与y轴交点之间的距离为d。求距离d的大小;
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(10分)如图所示,一光滑绝缘圆管轨道位于竖直平面内,半径为0.2m。以圆管圆心O为原点,在环面内建立平面直角坐标系xOy,在第四象限加一竖直向下的匀强电场,其他象限加垂直于环面向外的匀强磁场。一带电量为+1.0C、质量为0.1kg的小球(直径略小于圆管直径),从x坐标轴上的b点由静止释放,小球刚好能顺时针沿圆管轨道做圆周运动。(重力加速度g取10m/s2)
(1)求匀强电场的电场强度E;
(2)若第二次到达最高点a时,小球对轨道恰好无压力,求磁感应强度B ;
(3)求小球第三次到达最高点a时对圆管的压力。
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(10分)如图所示,一光滑绝缘圆管轨道位于竖直平面内,半径为0.2m。以圆管圆心O为原点,在环面内建立平面直角坐标系xOy,在第四象限加一竖直向下的匀强电场,其他象限加垂直于环面向外的匀强磁场。一带电量为+1.0C、质量为0.1kg的小球(直径略小于圆管直径),从x坐标轴上的b点由静止释放,小球刚好能顺时针沿圆管轨道做圆周运动。(重力加速度g取10m/s2)
(1)求匀强电场的电场强度E;
(2)若第二次到达最高点a时,小球对轨道恰好无压力,求磁感应强度B ;
(3)求小球第三次到达最高点a时对圆管的压力。
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如图所示,一光滑绝缘圆管轨道位于竖直平面内,半径为0.2m。以圆管圆心O为原点,在环面内建立平面直角坐标系xOy,在第四象限加一竖直向下的匀强电场,其他象限加垂直于环面向外的匀强磁场。一带电量为+1.0C、质量为0.1kg的小球(直径略小于圆管直径),从x坐标轴上的b点由静止释放,小球刚好能顺时针沿圆管轨道做圆周运动。(重力加速度g取10m/s2)
(1)求匀强电场的电场强度E;
(2)若第二次到达最高点a时,小球对轨道恰好无压力,求磁感应强度B ;
(3)求小球第三次到达最高点a时对圆管的压力。
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如图所示,在纸面内建立直角坐标系xOy,第一、二象限存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。质量均为m、电荷量分别为+q和-q的两个粒子(不计重力),从坐标原点O以相同的速度v先后射人磁场,v方向与x轴成θ=30°角,带正、负电的粒子在磁场中仅受洛仑兹力作用,则( )
A. 带负电的粒子回到x轴时与O点的距离为
B. 带正电的粒子在磁场中运动的时间为
C. 两粒子回到x轴时的速度不相同
D. 从射入到射出磁场的过程中,两粒子运动时间相同
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如图所示,在直角坐标系xOy中,板间距离为d的正对金属板M、N上有两个小孔S、K,S、K均在y轴(竖直)上。在以原点O为圆心、以R为半径的圆形区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,圆O与M板相切于S、与x负半轴相交于C点。小孔K处的灯丝不断地逸出质量为m、电荷量为e的电子(初速度和重力均不计),电子在两板间的电场作用下沿y轴正方向运动。当M、N间的电压为时,从小孔K逸出的电子恰好通过C点。
(1)求电子到达小孔S处时的速度大小;
(2)求磁场的磁感应强度大小B;
(3)若M、N间的电压增大为,求从小孔K逸出的电子离开磁场时的位置D(图中未画)的坐标。
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如图所示,真空中两虚线圆为以为圆心的同心圆,分别于坐标轴交于abcd、efgh;在ac两点固定两个等量点电荷,bd两点固定两个等量点电荷,下列说法正确的是( )
A. g、f两点的电场强度相同
B. e、h两点的电势相同
C. 将质子从e移到o电场力一直做正功
D. 将质子从o移到f电场力一直做正功
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如图所示,真空中两虚线圆为以为圆心的同心圆,分别于坐标轴交于abcd、efgh;在ac两点固定两个等量点电荷,bd两点固定两个等量点电荷,下列说法正确的是( )
A. g、f两点的电场强度相同
B. e、h两点的电势相同
C. 将质子从e移到o电场力一直做正功
D. 将质子从o移到f电场力一直做正功
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