如图所示的xOy坐标系中,y>0的区域存在沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E,在y<O的区域存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电粒子从y轴上y=h的P点以速度v0沿x轴正方向射入电场。已知粒子的质量为m,电量为-q(q>0),不计重力。求:
(l)粒子从P射出到第一次经过x轴的时间t;
(2)粒子从P点射出后,若第一次经过x轴时与z轴交于D点,然后历经磁场一次后回到P点,求v0的大小和OD间距离d;
(3)要使粒子经过M(L,0)点(图中未画出),求初速度v0的所有可能值。
高三物理解答题中等难度题
(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,在平面坐标系的第一象限、区域存在方向沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在以为圆心、半径为的圆形区域有垂直于、xOy平面的匀强磁场,磁感应强度大小方向均未知,电场与磁场没有重叠区域。一个质子和一个氦核先后从x轴上的S点射入磁场;已知质子以一定速度沿y轴正方向进入磁场,从与圆心等高点A离开磁场后,恰好没有飞出电场;氦核的入射方向与x轴负方向的夹角为60°,其入射速度大小为。质子的质几个为m、电荷量为q,不计质子、氦核的重力及粒子间的相互作用。求:
(1)圆形区域滋场的磁感应强度大小及方向;
(2)氦核在电场中运动最远点的坐标;
(3)氦核从进入磁场,到最终离开磁场的时间。
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如图所示,平面直角坐标系xOy中,在y>0及y<区域存在场强大小相同,方向相反且均平行与y轴的匀强电场,在区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q的带正电粒子,从y轴上的点P1(0,3L)以速率v0,方向沿x轴正方向出发,然后经过x轴上的点P2(8L,0)进入磁场。已知带电粒子分别在电场和磁场中运功时所受力大小相等,不计粒子重力。求:
(1)粒子到达P2点时的速度大小和方向;
(2)磁场的磁感应强度大小
(3)粒子第n次经过x轴的坐标
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如图所示,平面直角坐标系xOy中,在y>0及y<区域存在场强大小相同,方向相反且均平行与y轴的匀强电场,在区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q的带正电粒子,从y轴上的点P1(0,3L)以速率v0,方向沿x轴正方向出发,然后经过x轴上的点P2(8L,0)进入磁场。已知带电粒子分别在电场和磁场中运功时所受力大小相等,不计粒子重力。求:
(1)粒子到达P2点时的速度大小和方向;
(2)磁场的磁感应强度大小
(3)粒子第n次经过x轴的坐标
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如图,在整个直角坐标系xoy区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E;在x>0区域还存在方向垂直于xoy平面向内的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x轴上x=-L的A点射出,速度方向与x轴正方向成45°,粒子刚好能垂直经过y轴,并且在第一象限恰能做直线运动,不计粒子重力
(1)求粒子经过y轴的位置
(2)求磁感应强度B的大小
(3)若将磁场的磁感应强度减小为原来的一半,求粒子在x>0区域运动过程中的最大速度和最低点的y坐标。
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如图所示的xOy坐标系中,y>0的区域存在沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E,在y<O的区域存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电粒子从y轴上y=h的P点以速度v0沿x轴正方向射入电场。已知粒子的质量为m,电量为-q(q>0),不计重力。求:
(l)粒子从P射出到第一次经过x轴的时间t;
(2)粒子从P点射出后,若第一次经过x轴时与z轴交于D点,然后历经磁场一次后回到P点,求v0的大小和OD间距离d;
(3)要使粒子经过M(L,0)点(图中未画出),求初速度v0的所有可能值。
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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y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场.一个氕核和一个氘核先后从y轴上y=h点以相同的动能射出,速度方向沿x轴正方向.已知进入磁场时,速度方向与x轴正方向的夹角为60°,并从坐标原点O处第一次射出磁场。的质量为m,电荷量为q,不计重力。求
(1)第一次进入磁场的位置到原点O的距离
(2)磁场的磁感应强度大小
(3)第一次离开磁场的位置到原点O的距离
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如图,在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E;在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场.一个氕核和一个氘核先后从y轴上y=h点以相同的动能射出,速度方向沿x轴正方向.已知进入磁场时,速度方向与x轴正方向的夹角为,并从坐标原点O处第一次射出磁场. 氕核的质量为m,电荷量为q. 氘核的质量为2m,电荷量为q,不计重力.求:
(1)第一次进入磁场的位置到原点O的距离;
(2)磁场的磁感应强度大小;
(3)第一次进入磁场到第一次离开磁场的运动时间.
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