高三物理解答题中等难度题
(18分)如图所示,以两虚线为边界,中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场,宽度为,两侧为相同的匀强磁场,方向垂直纸面向里。一质量为、带电量、重力不计的带电粒子,以初速度垂直边界射入磁场做匀速圆周运动,后进入电场做匀加速运动,然后第二次进入磁场中运动,此后粒子在电场和磁场中交替运动。已知粒子第二次在磁场中运动的半径是第一次的二倍,第三次是第一次的三倍,以此类推。求
(1)粒子第一次经过电场的过程中电场力所做的功。
(2)粒子第次经过电场时电场强度的大小。
(3)粒子第次经过电场所用的时间。
(4)假设粒子在磁场中运动时,电场区域场强为零。请画出从粒子第一次射入磁场至第三次离开电场的过程中,电场强度随时间变化的关系图线(不要求写出推导过程,不要求标明坐标刻度值)。
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如图所示,以两虚线为边界,中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场,宽度为,两侧为相同的匀强磁场,方向垂直纸面向里。一质量为、带电量、重力不计的带电粒子,以初速度垂直边界射入磁场做匀速圆周运动,后进入电场做匀加速运动,然后第二次进入磁场中运动,此后粒子在电场和磁场中交替运动。已知粒子第二次在磁场中运动的半径是第一次的二倍,第三次是第一次的三倍,以此类推。求:
(1)粒子第一次经过电场的过程中电场力所做的功
(2)粒子第次经过电场时电场强度的大小
(3)粒子第次经过电场所用的时间
(4)假设粒子在磁场中运动时,电场区域场强为零。请画出从粒子第一次射入磁场至第三次离开电场的过程中,电场强度随时间变化的关系图线(不要求写出推导过程,不要求标明坐标刻度值)。
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如图所示,以两虚线为边界,中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场,宽度为,两侧为相同的匀强磁场,方向垂直纸面向里。一质量为、带电量、重力不计的带电粒子,以初速度垂直边界射入磁场做匀速圆周运动,后进入电场做匀加速运动,然后第二次进入磁场中运动,此后粒子在电场和磁场中交替运动。已知粒子第二次在磁场中运动的半径是第一次的二倍,第三次是第一次的三倍,以此类推。求
(1)粒子第一次经过电场的过程中电场力所做的功W1。
(2)粒子第次经过电场时电场强度的大小En。
(3)粒子第次经过电场所用的时间tn。
(4)假设粒子在磁场中运动时,电场区域场强为零。请画出从粒子第一次射入磁场至第三次离开电场的过程中,电场强度随时间变化的关系图线(不要求写出推导过程,不要求标明坐标刻度值)。
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(2010·山东卷)25.(18分)如图所示,以两虚线为边界,中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场,宽度为d,两侧为相同的匀强磁场,方向垂直纸面向里。一质量为、带电量+q、重力不计的带电粒子,以初速度垂直边界射入磁场做匀速圆周运动,后进入电场做匀加速运动,然后第二次进入磁场中运动,此后粒子在电场和磁场中交替运动。已知粒子第二次在磁场中运动的半径是第一次的二倍,第三次是第一次的三倍,以此类推。求
⑴粒子第一次经过电场子的过程中电场力所做的功。
⑵粒子第n次经过电场时电场强度的大小。
⑶粒子第n次经过电场子所用的时间。
⑷假设粒子在磁场中运动时,电场区域场强为零。请画出从粒子第一次射入磁场至第三次离开电场的过程中,电场强度随时间变化的关系图线(不要求写出推导过程,不要求标明坐标明坐标刻度值)。
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回旋加速器以两虚线为边界,中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场,宽度为d,两侧为相同匀强磁场,方向垂直纸面向里.一质量m电量+q的带电粒子,以初速度垂直边界射入磁场做匀速圆周运动,再进入电场做匀加速运动,后第二次进入磁场中运动…,粒子在电场和磁场中不断交替运动.已知粒子第二次在磁场中运动半径是第一次的二倍,第三次是第一次的三倍…以此类推.则( )
A. 粒子第一次经过电场电场力做功
B. 粒子第三次经过磁场洛仑兹力做功
C. 粒子第五次经过电场时电场强度大小
D. 粒子第七次经过电场所用时间
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如图甲所示,以两虚线M、N为边界,中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场,M、N间电压UMN的变化图象如图乙所示,电压的最大值为U0、周期为T0;M、N两侧为相同的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B.t=0时,将一带正电的粒子从边界线M上的A处由静止释放,经电场加速后进入磁场,粒子在磁场中做圆周运动的周期也为T0。两虚线M、N间宽度很小,粒子在其间的运动时间不计,也不考虑粒子所受的重力.
(1)求该粒子的比荷;
(2)求粒子第1次和第2次从右向左经边界线N离开磁场区域Ⅰ时两位置间的距离Δd;
(3)若粒子的质量增加,电荷量不变,t=0时,将其在A处由静止释放,求t=2T0时粒子的速度。
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如图所示,空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场,电场强度为E,场区宽度为L,在紧靠电场右侧的圆形区域内,分布着垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B未知,圆形磁场区域半径为r。一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后,在M点离开电场,并沿半径方向射入磁场区域,然后从N点射出,O为圆心,,粒子重力可忽略不计。求:
(1)粒子在电场中加速的时间;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小。
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