如图所示,平面直角坐标系xOy中,第一象限内半径为R、圆心为O'的圆形区域刚好与x轴、y轴相切,S是其与x轴的切点,Q是其与y轴的切点,P是其边界上的一点,且∠PO'Q=,圆形区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场;第二象限有沿一y方向的匀强电场。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以速度v0从P点垂直磁场方向沿PO'射入圆形区域,经Q点进入第二象限,到达x轴上M点时速度方向与-x方向的夹角为。不计粒子重力。
(1)求圆形区域内磁感应强度大小B1和电场强度大小E;
(2)求粒子从P→Q→M运动的总时间t;
(3)若要让粒子从M点离开后能够沿再次进入圆形磁场,可以在x轴下方整个区域加垂直坐标平面的匀强磁场。求所加磁场磁感应强度B2的大小和方向。
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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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如图所示,平面直角坐标系xOy中,第一象限内半径为R、圆心为O'的圆形区域刚好与x轴、y轴相切,S是其与x轴的切点,Q是其与y轴的切点,P是其边界上的一点,且∠PO'Q=,圆形区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场;第二象限有沿一y方向的匀强电场。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以速度v0从P点垂直磁场方向沿PO'射入圆形区域,经Q点进入第二象限,到达x轴上M点时速度方向与-x方向的夹角为。不计粒子重力。
(1)求圆形区域内磁感应强度大小B1和电场强度大小E;
(2)求粒子从P→Q→M运动的总时间t;
(3)若要让粒子从M点离开后能够沿再次进入圆形磁场,可以在x轴下方整个区域加垂直坐标平面的匀强磁场。求所加磁场磁感应强度B2的大小和方向。
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(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy平面内存在着方向相反的两个匀强磁场区域,其中圆心在坐标原点、半径为R的圆形区域Ⅰ内磁场方向垂直于xOy平面向里,第一象限和第四象限的圆形区域外(区域Ⅱ)的磁场方向垂直于xOy平面向外,MN为与x轴垂直且与y轴相距2.5R的一条直线,现有一质量为m、电荷量为+q的带电粒子,经过加速电压为U的加速电场加速后,从坐标为(-R,0)的A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ,并从横坐标为0.5R处的P点进入区域Ⅱ.已知粒子第一次经过直线MN和第二次经过直线MN时的速度方向恰好相反,不计粒子重力,求:
(1)粒子进入圆形区域Ⅰ时的运动速度v的大小;
(2)区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小;
(3)粒子从A点开始到第二次经过直线MN的过程中运动的总时间t.
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如图所示平面直角坐标系xoy,P点在x轴上,OP距离为L,Q点在y轴负方向上某处;在第一象限有平行y轴的匀强电场,第二象限内有一圆形区域与x轴相切于A点,圆形区域的半径为L,在第四象限未知的矩形区域(图中未画出),圆形区域和矩形区域有相同的匀强磁场,磁场垂直于xoy平面(图中未画出),电荷量为+q,质量为m、速度大小v0的粒子a从A点与x轴成600角进入圆形磁场,出磁场后垂直y轴经C点进入电场,再从P点出射;质量为m、电荷量为-q、速率为v0的粒子b,从Q点向与y轴成450角方向发射,经过并离开矩形磁场区域后与P点出射的粒子a相碰,相碰时粒子速度方向相反,不计粒子重力和粒子间相互作用力,求:
(1)圆形区域内的磁感应强度大小和方向;
(2)第一象限的电场强度大小;
(3)矩形区域的最小面积.
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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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(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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如图所示,在直角坐标系xoy的第一象限区域中,有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度的大小为E=kv0。在第二象限有一半径为R=a的圆形区域磁场,圆形磁场的圆心O坐标为(﹣a,a),与坐标轴分别相切于P点和N点,磁场方向垂直纸面向里。在x=3a处垂直于x轴放置一平面荧光屏,与x轴交点为Q.大量的电子以相同的速率v0在纸面内从P点进入圆形磁场,电子的速度方向在与x轴正方向成θ角的范围内,其中沿y轴正方向的电子经过磁场到达N点,速度与x轴正方向成θ角的电子经过磁场到达M点,且M点坐标为(0,1.5a).忽略电子间的相互作用力,不计电子的重力,电子的比荷为。求:
(1)圆形磁场的磁感应强度大小;
(2)θ角的大小;
(3)电子打到荧光屏上距Q点的最远距离。
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(18分)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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