在xOy平面内,x>0、y>0的空间区域内存在匀强电场,场强大小为100V/m;x>0、y<3m的区域内存在垂直于xOy平面的磁场。现有一带负电的粒子,电量为q=2×10-7C,质量为m=2×10-6kg,从坐标原点O以一定的初动能射出,经过点P(4m,3m)时,其动能变为初动能的0.2倍,速度方向为y轴正方向。然后粒子从y轴上点M(0,5m)射出电场,此时动能变为过O点时初动能的0.52倍。粒子重力不计。
(1)写出在线段OP上与M点等势的点Q的坐标;
(2)求粒子由P点运动到M点所需的时间。
高三物理计算题中等难度题
在xOy平面内,x>0、y>0的空间区域内存在匀强电场,场强大小为100V/m;x>0、y<3m的区域内存在垂直于xOy平面的磁场。现有一带负电的粒子,电量为q=2×10-7C,质量为m=2×10-6kg,从坐标原点O以一定的初动能射出,经过点P(4m,3m)时,其动能变为初动能的0.2倍,速度方向为y轴正方向。然后粒子从y轴上点M(0,5m)射出电场,此时动能变为过O点时初动能的0.52倍。粒子重力不计。
(1)写出在线段OP上与M点等势的点Q的坐标;
(2)求粒子由P点运动到M点所需的时间。
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(18分)如图所示,在直角坐标系xOy的第Ⅱ象限整个区域内,存在着沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场,在第Ⅳ象限整个区域内存在着方向垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。从电场中P(-L,2L)、Q(-L,)两点连线上各处,沿x轴正方向同时射入许多质量为m、电荷量为q的带正电粒子,结果所有粒子都从坐标原点O进入磁场。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用,求:
(1)粒子从射入到全部通过O点所用的时间t0。
(2)这些粒子从x轴上射出磁场时,所经过区域的宽度△d。
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如图, OAC为正三棱柱框架在xOy平面的一个截面, OA与x轴正方向夹角为30°。OA上方空间存在沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场,框架内存在垂直OAC平面向外的匀强磁场。y轴上P点的离子源,每隔相同时间,以速度v0沿x轴正方向射出质量为m,电荷量为q的正离子,不考虑离子间的相互作用,离子恰好从OA正中间的小孔Q垂直于OA射入框架。若离子每次与框架内壁碰撞后等速率反弹,碰撞时间忽略不计,经过数次碰撞后又恰好从小孔Q沿与OA垂直方向射出框架,离子电荷量始终不变且离子的重力不计。已知第一个离子刚从Q处射入框架时,第二个离子恰好从P处射出,框架内磁感应强度大小不超过。
(1)求OQ间的距离;
(2)求匀强磁场磁感应强度的大小;
(3)第一个离子从框架射出前框架内最多可能有多少个离子。
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如图17所示,竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/C,在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T,一带电量q=+0.2C、质量m=0.4kg的小球由长L=0.4m的细线悬挂于P点。小球可视为质点,现将小球拉至水平位置A无初速释放,小球运动到悬点P正下方的坐标原点O时,悬线突然断裂。取重力加速度g=10m/s。求:
(1)小球运动到O点时的速度大小;
(2)悬线断裂前瞬间拉力的大小;
(3)悬线断裂后0.2s小球的位置坐标。
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如图,在xoy平面上x<0的区域内存在一垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B;OA是过原点的一条直线,与y轴正方向夹角为60°.在x>0的区域有一与OA平行的匀强电场,场强大小为E.现有一质量为m,电量为q的带正电的粒子(重力不计)从直线OA上的某处P点由静止释放后,经0点进入磁场,经过一段时间后恰能垂直OA到达0A上的Q点(电场方向以及P点、Q点位置在图中均未画出).求
(1)P点的坐标;
(2)粒子从P点释放到垂直0A到达Q点所用的时间;
(3)PQ之间的距离.
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如图所示,直角坐标系xOy的第一象限内存在与x轴正方向成45°角的匀强电场,第二象限内存在与第一象限方向相反的匀强电场,两电场的场强大小相等.x轴下方区域Ⅰ和区域Ⅱ内分别存在磁感应强度不同的、方向垂直纸面向外的足够大匀强磁场,两磁场的分界线与x轴平行,区域Ⅰ中磁场的磁感应强度大小为B,在分界线上有一绝缘弹性挡板,挡板关于y轴对称.现在P(0,y0)点由静止释放一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计粒子重力),粒子立即进入第一象限运动,以速度v穿过x轴后,依次进入区域Ⅰ和区域Ⅱ磁场,已知粒子从区域Ⅰ进入区域Ⅱ时,速度方向垂直挡板紧贴挡板的右侧边缘,在与挡板进行碰撞时粒子的电荷量和能量均无变化,且与挡板的中央发生过碰撞.求
(1)电场强度E的大小;
(2)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子再次回到y轴时的位置坐标和此时粒子速度方向.
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