如图所示,在竖直方向上长度足够长、宽度都为d=5cm的区域ABCD、CDFG内,有分别垂直纸面向里和垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=0.33T。竖直边界EF右方存在范围足够大的向右的匀强电场,电场强度E=200N/C。现有质量m=6.67×10-27kg、电荷量q=3.2×10-19C的带正电的粒子(不计重力),从O点沿x轴射入磁场,射入时的速度大小为v=1.6×106m/s,则( )
A.粒子最后回到原出发点O
B.粒子运动的总时间为()s
C.粒子在磁场中运动的位移为0.1m
D.粒子运动的总路程为()m
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如图所示,在竖直方向上长度足够长、宽度都为d=5cm的区域ABCD、CDFG内,有分别垂直纸面向里和垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=0.33T。竖直边界EF右方存在范围足够大的向右的匀强电场,电场强度E=200N/C。现有质量m=6.67×10-27kg、电荷量q=3.2×10-19C的带正电的粒子(不计重力),从O点沿x轴射入磁场,射入时的速度大小为v=1.6×106m/s,则( )
A.粒子最后回到原出发点O
B.粒子运动的总时间为()s
C.粒子在磁场中运动的位移为0.1m
D.粒子运动的总路程为()m
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(18分)扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆,其简化模型如图所示:Ⅰ、Ⅱ两处宽度均为L的条形匀强磁场区边界竖直,Ⅰ区域磁场垂直纸面向外,Ⅱ区域磁场垂直纸面向里,磁感应强度大小均为B,两磁场区的间距可以调节。以Ⅰ区域左边界上的O点为坐标原点建立坐标系,y轴与左边界重合,x轴与磁场边界的交点分别为O1、O2和O3。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,平行纸面从O点与y轴的夹角θ=30°射入Ⅰ区域,粒子重力不计。
(1)若粒子恰好从O1射出Ⅰ区域,粒子的速度应为多大?
(2)若粒子从Ⅰ区域右边界射出时速度与x轴的夹角为30°,调节两磁场区的间距,粒子恰好从O3射出Ⅱ区域,则粒子从O射入到从O3射出共经历了多长时间?
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如图所示,用一根粗细均匀的电阻丝制成形状相同、大小不同的甲、乙两个矩形线框。甲对应边的长度是乙的两倍,二者底边距离匀强磁场上边界高度h相同,磁场方向垂直纸面向里,匀强磁场宽度d足够大。不计空气阻力,适当调整高度h,将二者由静止释放,甲将以恒定速度进入匀强磁场中。在矩形线框进入磁场的整个过程中,甲、乙的感应电流分别为I1和I2,通过导体横截面的电量分别为q1和q2,线框产生的热量分别为Q1和Q2,线框所受到的安培力分别是F1和F2,则以下结论中正确的是
A. I1>I2 B. q1=4q2
C. Q1=4Q2 D. F1=2F2
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如图所示,用一根粗细均匀的电阻丝制成形状相同、大小不同的甲、乙两个矩形线框。甲对应边的长度是乙的两倍,二者底边距离匀强磁场上边界高度h相同,磁场方向垂直纸面向里,匀强磁场宽度d足够大。不计空气阻力,适当调整高度h,将二者由静止释放,甲将以恒定速度进入匀强磁场中。在矩形线框进入磁场的整个过程中,甲、乙的感应电流分别为I1和I2,通过导体横截面的电量分别为q1和q2,线框产生的热量分别为Q1和Q2,线框所受到的安培力分别是F1和F2,则以下结论中正确的是
A. I1>I2 B. q1=4q2
C. Q1=4Q2 D. F1=2F2
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如图所示,边长为L的正方形abcd区域内,均分成相同的三个矩形区域,区域I内有大小为B1=B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,区域II内有方向竖直向上的匀强电场,区域三III内方向垂直纸面向里的匀强磁场.在纸面内有ab边的中点e沿于ab夹角为37°的方向,向磁场I内射入质量为m、电荷量为q的带负电的离子,经磁场偏转后,粒子以MN边夹角从37°的方向进入电场,然后垂直PQ又进入磁场III,粒子经磁场偏转后,恰好从PQ的中点射出磁场III而进入电场区域II.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计粒子的重力.求:
(1)粒子从e点射入的速度大小;
(2)匀强电场电场强度的大小E及区域III中匀强磁场磁感应强度B2的大小;
(3)当粒子再次进入区域II时,电场强度大小不变,方向反向,则粒子在abcd边界上出射点的位置离e点的距离及粒子在电场、磁场中运动的总时间.
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如图所示,边长为L的正方形abcd区域内,均分成相同的三个矩形区域,区域I内有大小为B1=B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,区域II内有方向竖直向上的匀强电场,区域三III内方向垂直纸面向里的匀强磁场.在纸面内有ab边的中点e沿于ab夹角为37°的方向,向磁场I内射入质量为m、电荷量为q的带负电的离子,经磁场偏转后,粒子以MN边夹角从37°的方向进入电场,然后垂直PQ又进入磁场III,粒子经磁场偏转后,恰好从PQ的中点射出磁场III而进入电场区域II.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计粒子的重力.求:
(1)粒子从e点射入的速度大小;
(2)匀强电场电场强度的大小E及区域III中匀强磁场磁感应强度B2的大小;
(3)当粒子再次进入区域II时,电场强度大小不变,方向反向,则粒子在abcd边界上出射点的位置离e点的距离及粒子在电场、磁场中运动的总时间.
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如图所示,边长为L的正方形abcd区域内,均分成相同的三个矩形区域,区域I内有大小为B1=B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,区域II内有方向竖直向上的匀强电场,区域三III内方向垂直纸面向里的匀强磁场.在纸面内有ab边的中点e沿于ab夹角为37°的方向,向磁场I内射入质量为m、电荷量为q的带负电的离子,经磁场偏转后,粒子以MN边夹角从37°的方向进入电场,然后垂直PQ又进入磁场III,粒子经磁场偏转后,恰好从PQ的中点射出磁场III而进入电场区域II.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计粒子的重力.求:
(1)粒子从e点射入的速度大小;
(2)匀强电场电场强度的大小E及区域III中匀强磁场磁感应强度B2的大小;
(3)当粒子再次进入区域II时,电场强度大小不变,方向反向,则粒子在abcd边界上出射点的位置离e点的距离及粒子在电场、磁场中运动的总时间.
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如图所示,条形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场,磁感应强度B的大小均为0.3T,AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,它们相互平行,条形区域的长度足够长,磁场宽度及BB′、CC′之间的距离d=1m。一束带正电的某种粒子从AA′上的O点以沿与AA′成60°角、大小不同的速度射入磁场,当粒子的速度小于某一值v0时,粒子在区域Ⅰ内的运动时间t0=4×10-6s;当粒子速度为v1时,刚好垂直边界BB′射出区域Ⅰ。取π≈3,不计粒子所受重力。 求:
(1)粒子的比荷 ;
(2)速度v0 和v1 的大小;
(3)速度为v1的粒子从O到DD′所用的时间。
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