如图,在平面直角坐标系xOy中,第一象限内有一条通过坐标原点的虚线,虚线与y轴正方向夹 角为30°,在虚线与x轴正方向之间存在着平行于虚线向下的匀强电场。在第四象限内存在一个长方形 的匀强磁场区域(图中未画出),磁感应强度为B,方向垂直坐标平面向外。一质量为m,电荷量为q的带正电粒子从虚线上某点以一定的初速度垂直电场方向射入电场,经过电场偏转后,该粒子恰从x轴上的P点以速度v射入匀强磁场区域,速度c的方向与x轴正方向夹角为60°,带电粒子在磁场中做匀速圆周 运动,经磁场偏转后,粒子射出磁场时速度方向沿x轴负方向,随后粒子做匀速直线运动并垂直经过一y 轴上的Q点。已知OP=L,不计带电粒子重力。求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)带电粒子在电场和磁场中运动时间之和;
(3)矩形磁场区域的最小面积和Q点的位置坐标。
高三物理解答题困难题
如图,在平面直角坐标系xOy中,第一象限内有一条通过坐标原点的虚线,虚线与y轴正方向夹 角为30°,在虚线与x轴正方向之间存在着平行于虚线向下的匀强电场。在第四象限内存在一个长方形 的匀强磁场区域(图中未画出),磁感应强度为B,方向垂直坐标平面向外。一质量为m,电荷量为q的带正电粒子从虚线上某点以一定的初速度垂直电场方向射入电场,经过电场偏转后,该粒子恰从x轴上的P点以速度v射入匀强磁场区域,速度c的方向与x轴正方向夹角为60°,带电粒子在磁场中做匀速圆周 运动,经磁场偏转后,粒子射出磁场时速度方向沿x轴负方向,随后粒子做匀速直线运动并垂直经过一y 轴上的Q点。已知OP=L,不计带电粒子重力。求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)带电粒子在电场和磁场中运动时间之和;
(3)矩形磁场区域的最小面积和Q点的位置坐标。
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如图所示,在平面直角坐标系xoy的一、二象限内,分别存在以虚线OM为边界的匀强电场和匀强磁场。匀强电场方向沿y轴负方向,匀强磁场方向垂直于Xoy平面向里,虚线OM与x轴负方向成45°角。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从坐标原点O处以速度v0沿x轴正方向运动,粒子每次到x轴将反弹,第一次反弹无能量损失,以后每次反弹水平分速度不变、竖直分速度大小均减为反弹前的、方向相反。电场强度大小等于,磁感应强度大小等于,求:(不计粒子重力,题中各物理量单位均为国际单位,计算结果可用分式表示)
(1)带电粒子第三次经过OM时的坐标;
(2)带电粒子第三次到达OM时经过的时间;
(3)带电粒子从第二次进入电场开始,沿电场方向运动的总路程。
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如图所示,在平面直角坐标系xoy的一、二象限内,分别存在以虚线OM为边界的匀强电场和匀强磁场。匀强电场方向沿y轴负方向,匀强磁场方向垂直于xoy平面向里,虚线OM与x轴负方向成45°角。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从坐标原点O处以速度v0沿x轴正方向运动,粒子每次到x轴将反弹,每次反弹水平分速度不变、竖直分速度大小均减为反弹前的倍、方向相反。电场强度大小为,磁感应强度大小为,求:
(不计粒子重力,题中各物理量单位均为国际单位,计算结果可用分式表示)
(1)带电粒子在磁场中运动的时间;
(2)带电粒子最后一次经过OM时的位置坐标;
(3)带电粒子从最后一次经过OM时开始,沿电场方向运动的总路程。
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如图所示,在平面直角坐标系xoy的一、二象限内,分别存在以虚线OM为边界的匀强电场和匀强磁场。匀强电场方向沿y轴负方向,匀强磁场方向垂直于xoy平面向里,虚线OM与x轴负方向成45°角。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从坐标原点O处以速度v0沿x轴正方向运动,粒子每次到x轴将反弹,每次反弹水平分速度不变、竖直分速度大小均减为反弹前的倍、方向相反。电场强度大小为,磁感应强度大小为,求:
(不计粒子重力,题中各物理量单位均为国际单位,计算结果可用分式表示)
(1)带电粒子在磁场中运动的时间;
(2)带电粒子最后一次经过OM时的位置坐标;
(3)带电粒子从最后一次经过OM时开始,沿电场方向运动的总路程。
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(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy平面内存在着方向相反的两个匀强磁场区域,其中圆心在坐标原点、半径为R的圆形区域Ⅰ内磁场方向垂直于xOy平面向里,第一象限和第四象限的圆形区域外(区域Ⅱ)的磁场方向垂直于xOy平面向外,MN为与x轴垂直且与y轴相距2.5R的一条直线,现有一质量为m、电荷量为+q的带电粒子,经过加速电压为U的加速电场加速后,从坐标为(-R,0)的A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ,并从横坐标为0.5R处的P点进入区域Ⅱ.已知粒子第一次经过直线MN和第二次经过直线MN时的速度方向恰好相反,不计粒子重力,求:
(1)粒子进入圆形区域Ⅰ时的运动速度v的大小;
(2)区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小;
(3)粒子从A点开始到第二次经过直线MN的过程中运动的总时间t.
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如图所示,在平面直角坐标系xoy的第一象限内有一边长为L的等腰直角三角形区域OPQ,三角形的O点恰为平面直角坐标系的坐标原点,该区域内有磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,第一象限中y ≤ L的其它区域内有大小为E、方向沿x轴正方向的匀强电场;一束电子(电荷量为e、质量为m)以大小不同的速度从坐标原点O沿y轴正方向射入匀强磁场区。则:
(1)能够进入电场区域的电子的速度范围;
(2)已知一个电子恰好从P点离开了磁场,求该电子的速度和由O到P的运动时间;
(3)若电子速度为,且能从x轴穿出电场,求电子穿过x轴的坐标。
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如图所示,在直角坐标系xOy中,位于坐标轴上的M、N、P三点到坐标原点O的距离均为r,在第二象限内以O1(-r,r)为圆心,r为半径的圆形区域内,分布着方向垂直xOy平面向外的匀强磁场;现从M点平行xOy平面沿不同方向同时向磁场区域发射速率均为v的相同粒子,其中沿MO1方向射入的粒子恰好从P点进入第一象限。为了使M点射入磁场的粒子均汇聚于N点,在第一象限内,以适当的过P点的曲线为边界(图中未画出,且电场边界曲线与磁场边界曲线不同),边界之外的区域加上平行于y轴负方向的匀强电场或垂直xOy平面的匀强磁场,不考虑粒子间的相互作用及其重力。下列说法正确的是( )
A. 若OPN之外的区域加的是磁场,曲线PN一定是圆弧
B. 若OPN之外的区域加的是电场,粒子到达N点时的速度最大为v
C. 若OPN之外的区域加的是电场,粒子到达N点时的速度方向不可能与x轴成45°
D. 无论OPN之外的区域加的是电场还是磁场,并不总是沿MO1射出的粒子最晚到达N点
高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,竖直平面内的直角坐标系xoy中,在x<0的区域内存在竖直方向的匀强电场(图中未画出),第三象限内平行于y轴的虚线左侧区域I中还存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场.有一长为8.5L的绝缘粗糙直杆沿与x轴正方向成=37°固定放置,其PQ段中点恰好与坐标原点O重合,端点Q在区域I的边界上.质量为m、电荷量为q(q>0)的小球(可视为质点)穿在直杆上,小球可在杆上自由滑动.将小球从P点静止释放,小球沿杆运动,随后从Q端离开直杆进入区域I,小球在区域I中恰好做匀速圆周运动,一段时间后垂直穿过x轴.已知PQ段长度为L,小球和杆之间的动摩擦因数0.5,整个过程中小球所带电荷量不变,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8 . 求
(1)场强的大小及方向;
(2)磁感应强度的大小;
(3)若改变小球在直杆上静止释放的位置,求小球从Q点经磁场偏转后直接到达x轴的时间.
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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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