如图所示,在一直角坐标系xoy平面内有圆形区域,圆心在x轴负半轴上,P、Q是圆上的两点,坐标分别为P(-8L,0),Q(-3L,0)。y轴的左侧空间,在圆形区域外,有一匀强磁场,磁场方向垂直于xoy平面向外,磁感应强度的大小为B,y轴的右侧空间有一磁感应强度大小为2B的匀强磁场,方向垂直于xoy平面向外。现从P点沿与x轴正方向成37°角射出一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,带电粒子沿水平方向进入第一象限,不计粒子的重力。求:
(1)带电粒子的初速度;
(2)粒子从P点射出到再次回到P点所用的时间。
高二物理解答题困难题
如图所示,在一直角坐标系xoy平面内有圆形区域,圆心在x轴负半轴上,P、Q是圆上的两点,坐标分别为P(-8L,0),Q(-3L,0)。y轴的左侧空间,在圆形区域外,有一匀强磁场,磁场方向垂直于xoy平面向外,磁感应强度的大小为B,y轴的右侧空间有一磁感应强度大小为2B的匀强磁场,方向垂直于xoy平面向外。现从P点沿与x轴正方向成37°角射出一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,带电粒子沿水平方向进入第一象限,不计粒子的重力。求:
(1)带电粒子的初速度;
(2)粒子从P点射出到再次回到P点所用的时间。
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图甲所示,在直角坐标系中的0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场,右侧有以点(2L,0)为圆心、半径为L的圆形区域,与x轴的交点分别为M、N,在xOy平面内,从电离室产生的质量为m,带电量为e的电子以几乎为零的初速度从P点飘入电势差为U的加速电场中,加速后经过右侧极板上的小孔Q点沿x轴正方向进入匀强电场,已知O、Q两点之间的距离为,飞出电场后从M点进入圆形区域,不考虑电子所受的重力。
(1)求0≤x≤L区域内电场强度E的大小和电子从M点进入圆形区域时的速度vM;
(2)若圆形区域内加一个垂直于纸面向外的匀强磁场,使电子穿出圆形区域时速度方向垂直于x轴,求所加磁场磁感应强度B的大小和电子在圆形区域内运动的时间t。
高二物理解答题困难题查看答案及解析
在直角坐标系xoy中,A(-0.3,0)、C是x轴上两点,P点的坐标为(0,0.3)。在第二象限内以D(-0.3,0.3)为圆心、0.3m为半径的1/4圆形区域内,分布着方向垂直xoy平面向外、磁感应强度大小为B=0.1T的匀强磁场;在第一象限三角形OPC之外的区域,分布着沿y轴负方向的匀强电场(如图所示)。现有大量质量为kg、电荷量为C的相同粒子,从A点平行xoy平面以相同速率m/s沿不同方向射向磁场区域,其中沿AD方向射入的粒子恰好从P点垂直y轴进入电场,恰好通过C点。已知α = 37°,不考虑粒子间的相互作用及其重力,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)粒子穿越x正半轴的最大值。
高二物理简答题困难题查看答案及解析
如图所示,在xoy坐标平面内以O′为圆心,半径R=0.2m的圆形区域内存在垂直纸面向外的磁感应强度B=0.1T的匀强磁场,圆形区域的下端与x轴相切于坐标原点O.现从坐标原点O沿xoy平面在y轴两侧各30°角的范国内,发射速率均为v0=2.0×106m/s的带正电粒子,粒子的比荷为=1.0×108C/kg,不计粒子的重力、粒子对磁场的影响及粒子间的相互作用力,求:
(1)粒子做圆周运动的轨道半径r;
(2)沿y轴正方向射入磁场的粒子,在磁场中运动的时间;
(3)若在x≥0.2m,y>0的区域有电场强度E=15×105N/C.竖直向下的匀强电场,则粒子到达x轴上的范围。
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,在平面直角坐标系xOy的平面内,有一个半径为R,圆心O1坐标为(0,﹣3R)的圆形区域,该区域内存在着磁感应强度为B1、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场;有一对平行电极板垂直于x轴且关于y轴对称放置,极板AB、CD的长度和两板间距均为2R,极板的两个端点B和D位于x轴上,AB板带正电,CD板带负电。在第一和第二象限内(包括x轴和正y轴上)有垂直于坐标平面向里的磁感应强度为B2(未定知)的匀强磁场。另有一块长为R厚度不计的收集板EF位于x轴上2R~3R的区间上。现有一坐标在(R,﹣3R)的电子源能在坐标平面内向圆形区域磁场内连续不断发射速率均为、方向与y轴正方向夹角为θ(θ可在0~180°内变化)的电子。已知电子的电荷量大小为e,质量为m,不计电子重力作用,不计电子之间的相互作用力,两极板之间的电场看成匀强电场且忽略极板的边缘效应。电子若打在AB极板上则即刻被导走且不改变原电场分布;若电子能经过第一、二象限的磁场后打在收集板上也即刻被吸收(不考虑收集板的存在对电子运动的影响);若电子没有打在收集板上则不考虑后续的运动。求:
(1)若从θ=60°发射的电子能够经过原点O,则两极板间电压为多大?
(2)要使第(1)问中的电子能被收集板吸收,则B2应为多大?
(3)若B2=B1,两极板间的电压为第(1)问中的电压,要使收集板的右端点F被电子击中,则收集板绕左端点E逆时针旋转的角度至少多大?(答案可用反三角函数表示,例如cosθ=,则θ可表示为arccos)
(4)若B2=B1,两极板间的电压大小可以从0开始调节(两极板极性不变),则从哪些角度发射的电子可击中收集板的右端点F。
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,在坐标系XOY所在平面内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标O1(a,0),圆内分布有垂直XOY平面的匀强磁场。在坐标原点O处有一个放射源,放射源开口的张角为90°,X轴为它的角平分线,带电粒子可以从放射源开口处在纸面内朝各个方向射出,其速率v、质量m、电荷量+q均相同。其中沿X轴正方向射出的粒子恰好从O1点的正上方的P点射出。不计带电粒子的重力,且不计带电粒子间的相互作用。
(1)求圆形区域内磁感应强度的大小和方向。
(2)判断沿什么方向射入磁场的带电粒子运动的时间最长,并求最长时间。
高二物理计算题简单题查看答案及解析
如图所示的xOy平面上,以坐标原点O为圆心的四分之一圆形区域MON内分布着磁感应强度为B=2.0×10-3T的匀强磁场,其中M、N点距坐标原点O为,磁场方向垂直纸面向里.坐标原点O处有一个粒子源,不断地向xOy平面发射比荷为=5×107 C/kg的带正电粒子,它们的速度大小都是v=1×105m/s,与x轴正方向的夹角分布在0~90°范围内.(计算结果用π来表示)
(1)求平行于x轴射入的粒子,出射点的位置及在磁场中的运动时间;
(2)求恰好从M点射出的粒子,从粒子源O发射时的速度与x轴正向的夹角;
(3)若粒子进入磁场前经加速使其动能增加为原来的2倍,仍从O点垂直磁场方向射入第一象限,求粒子在磁场中运动的时间t与射入时与x轴正向的夹角的关系.
高二物理解答题困难题查看答案及解析
(如图所示,在直角坐标系xOy中,有一半径为R的圆形匀强磁场区域,磁感应强度为B,磁场方向垂直于平面指向纸面外,该区域的圆心坐标为(0,R)。有一个质量为m、带电量为q的负离子,由静止经电场加速后从点(,0)沿x轴正向射入 第1象限,离子从射入到射出磁场通过了该磁场的最大距离。不计重力的影响。
(1)离子在磁场区域经历的时间;
(2)加速电场的加速电压。
高二物理简答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在xOy平面内,有一个圆形区域的直径AB与x轴重合,圆心O'的坐标为(2a,0),其半径为a,该区域内无磁场. 在y轴和直线x=3a之间的其他区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴上某点射入磁场.不计粒子重力.
(1)若粒子的初速度方向与y轴正向夹角为60°,且粒子不经过圆形区域就能到达B点,求粒子的初速度大小v1;
(2)若粒子的初速度方向与y轴正向夹角为60°,在磁场中运动的时间为Δt=,且粒子也能到达B点,求粒子的初速度大小v2;
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,在xOy平面内,有一个圆形区域的直径AB与x轴重合,圆心O'的坐标为(2a,0),其半径为a,该区域内无磁场. 在y轴和直线x=3a之间的其他区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴上某点射入磁场.不计粒子重力.
(1)若粒子的初速度方向与y轴正向夹角为60°,且粒子不经过圆形区域就能到达B点,求粒子的初速度大小v1;
(2)若粒子的初速度方向与y轴正向夹角为60°,在磁场中运动的时间为Δt=,且粒子也能到达B点,求粒子的初速度大小v2;
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