如图所示,平面坐标系中,有一圆形区域的匀强磁场,圆心坐标 (R,R),半径为R,与坐标轴相切于A、C两点,P、Q在Y轴上,且 PA=QA=R/2,今有两带相同电量的负电粒子甲、乙从P、Q两点分别以平行于x轴的水平速度v1、v2向右运动,并刚好同时进入圆形磁场.不计它们的重力及相互作用的库仑力.通过磁场偏转后,均能通过C 点,C点下方有一绝缘的固定圆弧形挡板MN,弧形挡板的圆心为C,半径为R,粒子碰到挡板会原速反弹,且粒子电量不变.
(1)若甲粒子电量为ql,质量为m1,求磁感应强度B;
(2)若v1=v2,求甲、乙粒子从进入磁场开始至第一次到达C点所用的时间之比t1:t2;
(3)若两粒子能在运动中相遇,试求甲、乙粒子的质量之比m1:m2.
高三物理解答题困难题
如图所示,平面坐标系中,圆形区域的匀强磁场,圆心坐标(R,R),半径为R,与坐标轴相切于A、C两点。今有两带相同电量的负电粒子甲、乙从P、Q两点分别以速度、水平向右运动,并刚好同时进入圆形磁场。P、Q在y轴上,且PA=QA=R/2,不计它们的重力及相互作用的库仑力。通过磁场偏转后,均能通过C点,进入下方的薄弧形阻挡层MN,弧形层的圆心为C,半径r=R;若粒子进入该区域将会等速率反向弹回去,与弧形阻挡层作用时间忽略不计,且粒子电量不变。
(1)若甲粒子电量为q1,质量为m1,求磁感应强度B
(2)若v1=v2,求甲、乙粒子从进入磁场开始至第一次到达C点所有的时间之比t1:t2
(3)若两粒子能在运动中相遇,试求甲、乙粒子的质量之比m1:m2
高三物理计算题困难题查看答案及解析
如图所示,平面坐标系中,有一圆形区域的匀强磁场,圆心坐标 (R,R),半径为R,与坐标轴相切于A、C两点,P、Q在Y轴上,且 PA=QA=R/2,今有两带相同电量的负电粒子甲、乙从P、Q两点分别以平行于x轴的水平速度v1、v2向右运动,并刚好同时进入圆形磁场.不计它们的重力及相互作用的库仑力.通过磁场偏转后,均能通过C 点,C点下方有一绝缘的固定圆弧形挡板MN,弧形挡板的圆心为C,半径为R,粒子碰到挡板会原速反弹,且粒子电量不变.
(1)若甲粒子电量为ql,质量为m1,求磁感应强度B;
(2)若v1=v2,求甲、乙粒子从进入磁场开始至第一次到达C点所用的时间之比t1:t2;
(3)若两粒子能在运动中相遇,试求甲、乙粒子的质量之比m1:m2.
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如图所示,平面坐标系中,有一圆形区域的匀强磁场,圆心坐标(R,R),半径为R,与坐标轴相切于A、C两点,P、Q在Y轴上,且PA=QA=R/2,今有两带相同电量的负电粒子甲、乙从P、Q两点分别以平行于x轴的水平速度v1、v2向右运动,并刚好同时进入圆形磁场.不计它们的重力及相互作用的库仑力.通过磁场偏转后,均能通过C点,C点下方有一绝缘的固定圆弧形挡板MN,弧形挡板的圆心为C,半径为R,粒子碰到挡板会原速反弹,且粒子电量不变.
(1)若甲粒子电量为q1,质量为m1,求磁感应强度B;
(2)若v1=v2,求甲、乙粒子从进入磁场开始至第一次到达C点所有的时间之比t1:t2;
(3)若两粒子能在运动中相遇,试求甲、乙粒子的质量之比m1:m2.
高三物理计算题极难题查看答案及解析
如图所示,半径为R的半圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场;磁场的磁感应强度大小为B,圆心在x轴上的坐标点为(R,0),圆弧与y轴相切于坐标原点。在坐标原点有一粒子源,可以在坐标平面内射出质量为m,电荷量为q的带负电的粒子,不计粒子的重力,求:
(1)若粒子源沿x轴正向射出不同速度的粒子,要使所有粒子都不从直径PQ上射出磁场,则粒子的速度最大为多少?
(2)若粒子源在纸面内向各个方向射出速率相同的粒子,要使所有粒子都不从直径PQ上射出磁场,粒子射出的速度最大又为多少
(3)在(2)中,使粒子均以最大速度射出,则在磁场区域中有粒子通过的面积多大?
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如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第一、四象限有与y轴相切于O点、圆心为O1、半径一定的有界圆形区域,其内存在垂直于纸面匀强磁场,第二、三象限有平行y轴的匀强电场。一带电粒子(重力不计)自P(-d,)点以平行于x轴的初速度v0开始运动,粒子从O点离开电场,经磁场偏转后又从y轴上的Q点(图中未画出)垂直于y轴回到电场区域,并恰能返回到P点。求:
(1)粒子经过O点时的速度;
(2)电场强度E和磁感应强度B的比值。
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在平面直角坐标系xoy的第一象限内有一圆形匀强磁场区域,半径r=0.1m,磁感应强度B=0.5T,与y轴、x轴分别相切于A、C两点。第四象限内充满平行于x轴的匀强电场,电场强度E=0.3 V/m,如图所示。某带电粒子以vo=20m/s的初速度,自A点沿AO1方向射入磁场,从C点射出(不计重力)。
(1)带粒子的比荷;
(2)若该粒子以相同大小的初速度,自A点沿与AO1成30o角的方向斜向上射入磁场,经磁场、电场后射向y轴,求经过y轴时的位置坐标。
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在平面直角坐标系xoy的第一象限内有一圆形匀强磁场区域,半径r=0.1m,磁感应强度B=0.5T,与y轴、x轴分别相切于A、C两点。第四象限内充满平行于x轴的匀强电场,电场强度E=0.3 V/m,如图所示。某带电粒子以vo=20m/s的初速度,自A点沿AO1方向射入磁场,从C点射出(不计重力)。
(1)带粒子的比荷;
(2)若该粒子以相同大小的初速度,自A点沿与AO1成30o角的方向斜向上射入磁场,经磁场、电场后射向y轴,求经过y轴时的位置坐标。
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如图甲所示,直角坐标系xoy的第二象限有一半径为R=a的圆形区域,圆形区域的圆心坐标为(-a,a),与坐标轴分别相切于P点和N点,整个圆形区域内分布有磁感应强度大小为B的匀强磁场,其方向垂直纸面向里(图中未画出).带电粒子以相同的速度在纸面内从P点进入圆形磁场区域,速度方向与x轴负方向成θ角,当粒子经过y轴上的M点时,速度方向沿x轴正方向,已知M点坐标为(0,4a/3).带电粒子质量为m、带电量为–q.忽略带电粒子间的相互作用力,不计带电粒子的重力,求:
(1)带电粒子速度大小和cosθ值;
(2)若带电粒子从M点射入第一象限,第一象限分布着垂直纸面向里的匀强磁场,已知带电粒子在该磁场的一直作用下经过了x轴上的Q点,Q点坐标为(a,0),该磁场的磁感应强度B′大小为多大?
(3)若第一象限只在y轴与直线x=a之间的整个区域内有匀强磁场,磁感应强度大小仍为B.方向垂直纸面,磁感应强度B随时间t变化(B—t图)的规律如图乙所示,已知在t=0时刻磁感应强度方向垂直纸面向外,此时某带电粒子刚好从M点射入第一象限,最终从直线x=a边界上的K点(图中未画出)穿出磁场,穿出磁场时其速度方向沿x轴正方向(该粒子始终只在第一象限内运动),则K点到x轴最大距离为多少?要达到此最大距离,图乙中的T值为多少?
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(18分)如图所示,真空中以为圆心,半径r=0.1m的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场,圆形区域的最下端与xoy坐标系的x轴相切于坐标原点O,圆形区域的右端与平行y轴的虚线MN相切,在虚线MN右侧x轴的上方足够大的范围内有方向水平向左的匀强电场,电场强度E=1.0×105 N/C。现从坐标原点O沿xoy平面在y轴两侧各30°角的范围内发射速率均为v0=1.0×106m/s的带正电粒子,粒子在磁场中的偏转半径也为r=0.1m,已知粒子的比荷,不计粒子的重力、粒子对电磁场的影响及粒子间的相互作用力,求:
(1)磁场的磁感应强度B的大小;
(2)沿y轴正方向射入磁场的粒子,在磁场和电场中运动的总时间;
(3)若将匀强电场的方向改为竖直向下,其它条件不变,则粒子达到x轴的最远位置与最近位置的横坐标之差。
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如图所示,真空中以为圆心,半径r=0.1m的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场,圆形区域的最下端与xoy坐标系的x轴相切于坐标原点O,圆形区域的右端与平行y轴的虚线MN相切,在虚线MN右侧x轴的上方足够大的范围内有方向水平向左的匀强电场,电场强度E=1.0×105 N/C。现从坐标原点O沿xoy平面在y轴两侧各30°角的范围内发射速率均为v0=1.0×106m/s的带正电粒子,粒子在磁场中的偏转半径也为r=0.1m,已知粒子的比荷,不计粒子的重力、粒子对电磁场的影响及粒子间的相互作用力,求:
(1)磁场的磁感应强度B的大小;
(2)沿y轴正方向射入磁场的粒子,在磁场和电场中运动的总时间;
(3)若将匀强电场的方向改为竖直向下,其它条件不变,则粒子达到x轴的最远位置与最近位置的横坐标之差。
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