如图a所示,O为加速电场上极板的中央,下极板中心有一小孔O′,O与O′在同一竖直线上。空间分布着有理想边界的匀强磁场,其边界MN、PQ(加速电场的下极板与边界MN重合)。将匀强磁场分为Ⅰ、Ⅱ两个区域,Ⅰ区域高度为d,Ⅱ区域的高度足够大,两个区域的磁感应强度大小相等,方向如图。一个质量为m、电荷量为的带电粒子从O点由静止释放,经加速后通过小孔O′,垂直进入磁场Ⅰ区,设加速电场两极板间的电压为U,不计粒子的重力。
(1)求粒子进入磁场Ⅰ区时的速度大小;
(2)若粒子运动一定时间后恰能回到O点,求磁感应强度B的大小;
(3)若将加速电场两极板间的电压提高到,为使带电粒子运动一定时间后仍能回到O点,需将磁场Ⅱ向下移动一定距离(图b所示),求磁场Ⅱ向下移动的距离 y及粒子从O′点进入磁场Ⅰ到第一次回到O′点的运动时间 t .
高二物理计算题极难题
如图a所示,O为加速电场上极板的中央,下极板中心有一小孔O′,O与O′在同一竖直线上。空间分布着有理想边界的匀强磁场,其边界MN、PQ(加速电场的下极板与边界MN重合)。将匀强磁场分为Ⅰ、Ⅱ两个区域,Ⅰ区域高度为d,Ⅱ区域的高度足够大,两个区域的磁感应强度大小相等,方向如图。一个质量为m、电荷量为的带电粒子从O点由静止释放,经加速后通过小孔O′,垂直进入磁场Ⅰ区,设加速电场两极板间的电压为U,不计粒子的重力。
(1)求粒子进入磁场Ⅰ区时的速度大小;
(2)若粒子运动一定时间后恰能回到O点,求磁感应强度B的大小;
(3)若将加速电场两极板间的电压提高到,为使带电粒子运动一定时间后仍能回到O点,需将磁场Ⅱ向下移动一定距离(图b所示),求磁场Ⅱ向下移动的距离 y及粒子从O′点进入磁场Ⅰ到第一次回到O′点的运动时间 t .
高二物理计算题极难题查看答案及解析
如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔S1、S2,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为U0,周期为T0.在t=0时刻将一个质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子由S1静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在t=时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区.(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)
(1)求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d.
(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件.
(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在t=3T0时刻再次到达S2,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小.
高二物理计算题困难题查看答案及解析
如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两块长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔S1、S2,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为U0,周期为T0,在t=0时刻将一个质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子由S1静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在t=时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力,不考虑极板外的电场).
(1)求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d;
(2)为使粒子在磁场中运动时不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件;
(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在t=3T0时刻再次到达S2,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内,O为圆心,GH为大圆的水平直径.两圆之间的环形区域(Ⅰ区)和小圆内部(Ⅱ区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场.间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场,上极板开有一小孔.一质量为m、电荷量为+q的粒子由小孔下方处静止释放,加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场,由H点紧靠大圆内侧射入磁场.不计粒子的重力.
(1)求极板间电场强度的大小;
(2)若粒子运动轨迹与小圆相切,求Ⅰ区磁感应强度的大小.
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在平行板电容器极板间有场强为E、方向竖直向下的匀强电场和磁感应强度为B1、方向水平向里的匀强磁场。左右两挡板中间分别开有小孔S1、S2,在其右侧有一边长为L的正三角形磁场,磁感应强度为B2,磁场边界ac中点S3与小孔S1、S2正对。现有大量的带电荷量均为+q、而质量和速率均可能不同的粒子从小孔S1水平射入电容器,其中速率为v0的粒子刚好能沿直线通过小孔S1、S2。粒子的重力及各粒子间的相互作用均可忽略不计。下列有关说法中正确的是( )
A. v0一定等于
B. 在电容器极板中向上偏转的粒子的速度一定满足
C. 质量的粒子都能从ac边射出
D. 能打在ac边的所有粒子在磁场B2中运动的时间一定都相同
高二物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,A、B和M、N为两组平行金属板。质量为m、电荷量为+q的粒子,自A板中央小孔进入A、B间的电场,经过电场加速,从B板中央小孔射出,沿M、N极板间的中心线方向进入该区域。已知极板A、B间的电压为U0,极板M、N的长度为l,极板间的距离为d。不计粒子重力及其在a板时的初速度。
(1)求粒子到达b板时的速度大小v;
(2)若在M、N间只加上偏转电压U,粒子能从M、N间的区域从右侧飞出。求粒子射出该区域时沿垂直于板面方向的侧移量y;
(3)若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场,粒子恰好从N板的右侧边缘飞出,求磁感应强度B的大小和方向。
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如图,平行金属板M、N中心有小孔,板间电压为U0=103V。金属板E、F间有竖直方向的匀强电场,间距为d=cm,长度为L=10cm,其右侧区域有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场边界AB与AC夹角为60°且AB与金属板E、F垂直.现有一质量m=3.2×10-25kg、电荷量q=1.6×10-18C的正电粒子,从极板M的小孔s1处由静止出发,穿过小孔s2后沿E、F板间中轴线进入偏转电场,然后从磁场AB边界的P点平行AC方向进入磁场,若P与A点相距a=cm,不计重力.求:
(1)粒子到达小孔s2时的速度v0大小;
(2)E、F两极板间电压U;
(3)要使粒子进入磁场区域后能从AB 边射出,磁场磁感应强度的最小值.
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如图所示,空间区域I、II有匀强电场和匀强磁场,MN、PQ为理想边界,I区域竖直方向的宽度为d,Ⅱ区域竖直方向的宽度足够大.匀强电场方向竖直向上,Ⅰ、Ⅱ区域的磁感应强度大小均为B、方向分别水平向里和向外.一个质量为m,电何量为q的带电小球从磁场上方的O点由静止开始下落,进入复合场后,恰能做匀速圆周运动.已知重力加速度为g.
(1)试判断小球的电性,并求出电场强度E的大小;
(2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点,求它下落时距MN的高度h;
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如图所示,空间区域I、II有匀强电场和匀强磁场,MN、PQ为理想边界,I区域竖直方向的宽度为d,Ⅱ区域竖直方向的宽度足够大.匀强电场方向竖直向上,Ⅰ、Ⅱ区域的磁感应强度大小均为B、方向分别水平向里和向外.一个质量为m,电何量为q的带电小球从磁场上方的O点由静止开始下落,进入复合场后,恰能做匀速圆周运动.已知重力加速度为g.
(1)试判断小球的电性,并求出电场强度E的大小;
(2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点,求它下落时距MN的高度h;
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