如图所示,矩形区域ABCD内存在E=100N/C的匀强电场,方向水平向右,半径R=0.1m的圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场B1,EF为圆O的竖直直径,A、D、E和B、C、F各处于同一条水平线上,AD=0.02m,挡板DE=0.12m,可以吸收打在上面的粒子,DE上方有一垂直纸面向里的匀强磁场B2。荧光板DG与DE成θ=60°角,当有粒子打到DG上时,荧光板会发出荧光。电场左边界AB为粒子发射源,能均匀发出大量初速度为0的粒子,粒子的比荷为C/kg,经电场加速后射入B1,并全部能经过E点射入磁场B2。整个装置竖直,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,求:
(1)B1的大小和方向;
(2)若B2=T,挡板DG上最远的发光点离D的距离;
(3)设粒子在B2中做匀速圆周运动的周期为T,若从E点射入B2的所有粒子中,能打到DG上的粒子在B2中运动的最长时间为,则B2和T的大小各为多少?
(4)B2取(3)中的值,在B2中运动时间最短的粒子是AB上离A点多远的位置发出的?
高三物理解答题困难题
如图所示,矩形区域ABCD内存在E=100N/C的匀强电场,方向水平向右,半径R=0.1m的圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场B1,EF为圆O的竖直直径,A、D、E和B、C、F各处于同一条水平线上,AD=0.02m,挡板DE=0.12m,可以吸收打在上面的粒子,DE上方有一垂直纸面向里的匀强磁场B2。荧光板DG与DE成θ=60°角,当有粒子打到DG上时,荧光板会发出荧光。电场左边界AB为粒子发射源,能均匀发出大量初速度为0的粒子,粒子的比荷为C/kg,经电场加速后射入B1,并全部能经过E点射入磁场B2。整个装置竖直,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,求:
(1)B1的大小和方向;
(2)若B2=T,挡板DG上最远的发光点离D的距离;
(3)设粒子在B2中做匀速圆周运动的周期为T,若从E点射入B2的所有粒子中,能打到DG上的粒子在B2中运动的最长时间为,则B2和T的大小各为多少?
(4)B2取(3)中的值,在B2中运动时间最短的粒子是AB上离A点多远的位置发出的?
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(17分)如图所示,真空中的矩形abcd区域内存在竖直向下的匀强电场,半径为R的圆形区域内同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆形边界分别相切于ad、bc边的中点e、f。一带电粒子以初速度v0沿着ef方向射入该区域后能做直线运动;当撤去磁场并保留电场,粒子以相同的初速度沿着ef方向射入恰能从c点飞离该区域。已知,忽略粒子的重力。求:
(1)带电粒子的电荷量q与质量m的比值;
(2)若撤去电场保留磁场,粒子离开矩形区域时的位置。
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(17分)如图所示,真空中的矩形abcd区域内存在竖直向下的匀强电场,半径为R的圆形区域内同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆形边界分别相切于ad、bc边的中点e、f。一带电粒子以初速度v0沿着ef方向射入该区域后能做直线运动;当撤去磁场并保留电场,粒子以相同的初速度沿着ef方向射入恰能从c点飞离该区域。已知,忽略粒子的重力。求:
(1)带电粒子的电荷量q与质量m的比值;
(2)若撤去电场保留磁场,粒子离开矩形区域时的位置。
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如图所示,真空中的矩形abcd区域内存在竖直向下的匀强电场,半径为R的圆形区域内同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆形边界分别相切于ad、bc边的中点e、f。一带电粒子以初速度v0沿着ef方向射入该区域后能做直线运动;当撤去磁场并保留电场,粒子以相同的初速度沿着ef方向射入恰能从c点飞离该区域。已知,忽略粒子的重力。求:
(1)带电粒子的比荷;
(2)若撤去电场保留磁场,粒子离开矩形区域时的位置。
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如图所示,第一、四象限()范围内存在竖直向上的匀强电场,()范围内无电磁场,()范围内存在一个半径为L的圆形匀强长区域(磁场方向与纸面垂直),某粒子由A处以水平初速度射入电场区域,离开电场时速度偏转了30°,然后粒子经过无场去从M点进入磁场区域从N点射出,粒子重力不计。
(1)求电场强度E与磁感应强度B大小之比;
(2)求粒子从A点运动到N点的时间。
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如图甲所示,在竖直平面内存在竖直方向的匀强电场,在第一象限内有一与x轴相切于点、半径为R的圆形区域,该区域内存在垂直于面的匀强磁场,电场与磁场随时间变化如图乙、丙所示,设电场强度竖直向下为正方向,磁场垂直纸面向里为正方向,电场、磁场同步周期性变化(每个周期内正、反向时间相同)。一带正电的小球A沿y轴方向下落,t=0时刻A落至点,此时,另一带负电的小球B从圆形区域的最高点处开始在磁场内紧靠磁场边界做匀速圆周运动。当A球再下落R时,B球旋转半圈到达点;当A球到达原点O时,B球又旋转半圈回到最高点;然后A球开始做匀速运动。两球的质量均m,电荷量大小为q,不计空气阻力及两小球之间的作用力,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)小球B做匀速圆周运动的周期T及匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)电场、磁场变化第一个周期末A、B两球间的距离S。
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如图,位于竖直面的矩形区域 abcd 内存在方向水平向右的匀强电场。从同一竖直面内与 ab 等高的 A 点,将质量 m= 0. 1kg 的带正电的小球以大小一定的初速度水平向右拋出,小球在重力作用下从 e 点进入电场区域,恰好在电场中做直线运动且从 c 点离开电场。若将电场方向反向(水平向左)重复上述过程,则小球从 cd 边上的 f 点离开电场,且离开电场时速度方向竖直向下。已知 ab=0.3m, bc=0.4m,不计空气阻力,重力加速度为 g。求:
(1)a、e 两点的间距离 d、f 两点的间距;
(2)小球从 f 点和c点离开电场时的动能之比。
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(22分)如图所示,在x轴下方的区域内存在方向与y轴相同的匀强电场,电场强度为E.在x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于xy平面并指向纸面外,磁感应强度为B.y轴下方的A点与O点的距离为d,一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放,经电场加速后从O点射入磁场.不计粒子的重力作用.
(1)求粒子在磁场中运动的轨道半径r.
(2)要使粒子进入磁场之后不再经过x轴,电场强度需大于或等于某个值E0,求E0.
(3)若电场强度E等于第(2)问E0的,求粒子经过x轴时的位置.
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