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。
高三物理解答题困难题
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。
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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。
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如图所示,在直角坐标系xOy平面内,以O点为圆心,作一个半径为R的园形区域,A、B两点为x轴与圆形区域边界的交点,C、D两点连线与x轴垂直,并过线段OB中点;将一质量为m、电荷量为q(不计重力)的带正电的粒子,从A点沿x轴正方向以速度v0射入圆形区域。
(1)当圆形区域内只存在平行于y轴方向的电场时,带电粒子恰从C点射出圆形区域,求此电场的电场强度大小和方向;
(2)当圆形区域内只存在垂直于区域平面的磁场时,带电粒子怡从D点射出圆形区域,求此磁场的磁感应强度大小和方向;
(3)若圆形区域内同时存在(1)中的电场和(2)中的磁场时,为使带电粒子恰能沿直线从B点射出圆形区域,其入射速度应变为多少?
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在直角坐标系xoy中,A(-0.3, 0)、C是x轴上的两点,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。现有大量质量为m=3×10-9kg、电荷量为q=1×10-4C的相同粒子,从A点平行xoy平面以相同速率,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点进入电场,经电场后恰好通过C点。已知α=37º,不考虑粒子间的相互作用及其重力,求:
(1)粒子的初速度大小和电场强度E的大小;
(2)粒子穿越x正半轴的最大坐标。
高三物理简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、带电荷量为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;
(3)若在电子从M点进入磁场区域时,取t=0,在圆形区域内加如图乙所示变化的磁场(以垂直于纸面向外为正方向),最后电子从N点飞出,速度方向与进入圆形磁场时方向相同,请写出磁场变化周期T满足的关系表达式。
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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、带电荷量为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;
(3)若在电子从M点进入磁场区域时,取t=0,在圆形区域内加如图乙所示变化的磁场(以垂直于纸面向外为正方向),最后电子从N点飞出,速度方向与进入圆形磁场时方向相同,请写出磁场变化周期T满足的关系表达式。
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在直角坐标系xOy中,A(-0.3,0)、C是x轴上的两点,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。现有大量质量为m=3×10﹣9kg、电荷量为q=1×10﹣4C的相同粒子,从A点平行xOy平面以相同速率、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点进入电场,经电场后恰好通过C点。已知α=37°,不考虑粒子间的相互作用及其重力,求:
(1)粒子的初速度大小和电场强度E的大小;
(2)粒子穿越x正半轴的最大坐标。
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(22分)如图所示,平面直角坐标系xoy中,在第二象限内有竖直放置的两平行金属板,其中右板开有小孔;在第一象限内存在内、外半径分别为、R的半圆形区域,其圆心与小孔的连线与x轴平行,该区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里:在y<0区域内有电场强度为E的匀强电场,方向与x轴负方向的夹角为60°。一个质量为m,带电量为-q的粒子(不计重力),从左金属板由静止开始经过加速后,进入第一象限的匀强磁场。求:
(1)若两金属板间的电压为U,粒子离开金属板进入磁场时的速度是多少?
(2)若粒子在磁场中运动时,刚好不能进入的中心区域,此情形下粒子在磁场中运动的速度大小。
(3)在(2)情形下,粒子运动到y<0的区域,它第一次在匀强电场中运动的时间。
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如下图所示,在xoy平面内,有一半径为的圆形区域,圆心O1对应的坐标为,圆与轴交于A、C两点.除圆形区域内无磁场,在轴与直线之间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,在圆心O1处有一粒子源,发射同种粒子,粒子的质量为m,电荷量为+q(q>0),粒子从粒子源O1出发垂直磁场在纸面内向各个方向射出,不计粒子重力,并且从磁场返回圆形边界的粒子均被吸收掉,问:
(1)求能从右边界(即直线)射出的粒子其最小速率为多少,并求出该粒子从O1出发时与x轴正方向的夹角。
(2)要使粒子垂直于的边界射出磁场,求该粒子的最小速率为多少。
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