真空中有如图所示的矩形区域,该区域总高度为2h、总宽度为4h,其中上半部分有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的水平匀强磁场,下半部分有方向竖直向下的匀强电场.以水平分界线为x轴,正中心为坐标原点O,在处有一与x轴垂直的足够大的光屏(图中未画出).质量为m、电荷量为q的带负电粒子不断地从下边界中点P处由静止开始经过匀强电场加速,通过坐标原点后射入匀强磁场中.粒子间的相互作用和粒子重力均不计.
(1)若粒子从P点开始到第二次通过x轴时,恰好过x=h的点A,求加速电场的场强.
(2)若要求粒子从磁场的右侧边界射出,求符合条件的加速电场场强的范围.
(3)若将光屏向x轴正方向平移,粒子打在屏上的位置始终不改变,则加速电场的场强多大?粒子在电场和磁场中运动的总时间多长?
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真空中有如图所示的矩形区域,该区域总高度为2h、总宽度为4h,其中上半部分有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的水平匀强磁场,下半部分有方向竖直向下的匀强电场.以水平分界线为x轴,正中心为坐标原点O,在处有一与x轴垂直的足够大的光屏(图中未画出).质量为m、电荷量为q的带负电粒子不断地从下边界中点P处由静止开始经过匀强电场加速,通过坐标原点后射入匀强磁场中.粒子间的相互作用和粒子重力均不计.
(1)若粒子从P点开始到第二次通过x轴时,恰好过x=h的点A,求加速电场的场强.
(2)若要求粒子从磁场的右侧边界射出,求符合条件的加速电场场强的范围.
(3)若将光屏向x轴正方向平移,粒子打在屏上的位置始终不改变,则加速电场的场强多大?粒子在电场和磁场中运动的总时间多长?
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(16分)真空中有如图所示矩形区域,该区域总高度为2h、总宽度为4h,其中上半部分有磁感应强度为B、垂直纸面向里的水平匀强磁场,下半部分有竖直向下的匀强电场,x轴恰为水平分界线,正中心恰为坐标原点O。在x = 2.5 h处有一与x轴垂直的足够大的光屏(图中未画出)。质量为m、电荷量为q的带负电粒子源源不断地从下边界中点P由静止开始经过匀强电场加速,通过坐标原点后射入匀强磁场中。粒子间的相互作用和粒子重力均不计。
(1)若粒子在磁场中恰好不从上边界射出,求加速电场的场强E;
(2)若加速电场的场强E为(1)中所求E的4倍,求粒子离开磁场区域处的坐标值;
(3)若将光屏向x轴正方向平移,粒子打在屏上的位置始终不改变,则加速电场的场强E′多大?粒子在电场和磁场中运动的总时间多大?
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真空中有如图所示矩形区域,该区域总高度为2h、总宽度为4h,其中上半部分有磁感应强度为B、垂直纸面向里的水平匀强磁场,下半部分有竖直向下的匀强电场,x轴恰为水平分界线,正中心恰为坐标原点O.在x=2.5h处有一与x轴垂直的足够大的光屏(图中未画出).质量为m、电荷量为q的带负电粒子源源不断地从下边界中点P由静止开始经过匀强电场加速,通过坐标原点后射入匀强磁场中.粒子间的相互作用和粒子重力均不计.
(1)若粒子在磁场中恰好不从上边界射出,求加速电场的场强E;
(2)若加速电场的场强E为(1)中所求E的4倍,求粒子离开磁场区域处的坐标值;
(3)若将光屏向x轴正方向平移,粒子打在屏上的位置始终不改变,则加速电场的场强E′多大?粒子在电场和磁场中运动的总时间多大?
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如图所示,在半径r=0.5m的圆形区域I内有磁感应强度大小、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。区域I的正上方有磁感应强度大小、方向垂直于纸面向内的匀强磁场区域II。区域II水平宽度足够大、高度为d=0.4m,理想水平下边界和区域I的理想边界相切于A点。一足够大且垂直于纸面的薄荧光平板与区域II的理想上边界重合。为纸面内过圆心O的水平直线。在圆的右侧放置一台带电粒子发射器,它向左平行于发射出一束比荷的带正电的相同粒子,粒子的速度大小均为。发射时,这束粒子沿竖直方向均匀分布在上下两侧高度各为的范围内。粒子的重力、粒子间的相互作用力均忽略不计。。求:
(1)粒子在磁场区域I中运动的轨道半径大小。
(2)打到荧光板的粒子占粒子总数的百分比。
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如图甲所示,光滑绝缘水平面上一矩形金属线圈abcd的质量为m、电阻为R、面积为S,ad边长度为L,其右侧是有左右边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,ab边长度与有界磁场区域宽度相等,在t=0时刻线圈以初速度v0进入磁场,在t=T时刻线圈刚好全部进入磁场且速度为v1,此时对线圈施加一沿运动方向的变力,使线圈在时刻全部离开该磁场区,若上述过程中线圈的v-t图像如图乙所示,整个图像关于t=T轴对称.则下列各项正确的是:
A.0-T时间内,线圈内产生的焦耳热是
B.从T-2T过程中,外力做的功为
C.线圈进入磁场过程中2
D.2T时刻,线圈刚要离开磁场前,外力F的大小为
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如图所示,真空有一个半径r=0.5m的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-3T,方向垂直于纸面向外,在x=r处的右侧有一个方向竖直向上的宽度为L1=0.5m的匀强电场区域(电场区域的左右边界如图中虚线所示),电场强度E=1.5×103N/C。在x=2m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏,从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比=1×109C/kg带正电的粒子,粒子的运动轨迹在纸面内,一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子,恰能从磁场与电场的相切处进入电场。不计重力及阻力的作用。求:
(1)该粒子进入电场时的速度和粒子在磁场中的运动时间。
(2)该粒子最后打到荧光屏上,该发光点的位置坐标。
(3)求荧光屏上出现发光点的范围
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如图所示,真空有一个半径r=0.5m的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-3T,方向垂直于纸面向里,在x=r处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L1=0.5m的匀强电场区域,电场强度E=1.5×103N/C.在x=2m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏,从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比=1×109C/kg带正电的粒子,粒子的运动轨迹在纸面内,一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子,恰能从磁场与电场的相切处进入电场。不计重力及阻力的作用。求:
(1)粒子进入电场时的速度和粒子在磁场中的运动的时间?
(2)速度方向与y轴正方向成30°(如图中所示)射入磁场的粒子,最后打到荧光屏上,该发光点的位置坐标。
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如图所示,真空有一个半径r=0.5m的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-3T,方向垂直于纸面向里,在x=r处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L1=0.5m的匀强电场区域,电场强度E=1.5×103N/C.在x=2m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏,从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比=1×109C/kg带正电的粒子,粒子的运动轨迹在纸面内,一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子,恰能从磁场与电场的相切处进入电场。不计重力及阻力的作用。求:
(1)粒子进入电场时的速度和粒子在磁场中的运动的时间?
(2)速度方向与y轴正方向成30°(如图中所示)射入磁场的粒子,最后打到荧光屏上,该发光点的位置坐标。
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