高三物理解答题中等难度题
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如图所示,有三个宽度均相等的区域I、Ⅱ、Ⅲ;在区域I和Ⅲ内分别为方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(虚线为磁场边界面,并不表示障碍物),区域I磁感应强度大小为B,某种带正电的粒子,从孔O1以大小不同的速度沿图示与夹角α=300的方向进入磁场(不计重力)。已知速度为v0和2v0时,粒子仅在区域I内运动且运动时间相同,均为t0。
(1)试求出粒子的比荷q/m、速度为2v0的粒子从区域I射出时的位置离O1的距离L;
(2)若速度为v的粒子在区域I内的运时间为t0/5,在图中区域Ⅱ中O1O2上方加竖直向下的匀强电场,O1O2 下方对称加竖直向上的匀强电场,场强大小相等,使速度为v的粒子每次均垂直穿过I、Ⅱ、Ⅲ区域的边界面并能回到O1点,则请求出所加电场场强大小与区域Ⅲ磁感应强度大小。
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如图所示,空间存在匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面向里,电场的方向竖直向下。虚线MN为磁场和电场的分界线,电场的宽度为L,在匀强磁场中,平行于MN放置一个厚度可忽略不计的挡板,挡板左侧磁场宽度为d。一质量恒为m,带电量恒为+q的粒子以初速度从O点沿水平方向射入匀强磁场,当粒子的速度方向偏转了30°时,刚好穿过挡板,已知粒子穿过挡板后,速度方向不变,大小变为原来的一半,当粒子继续在磁场中运动速度方向又偏转了30°时经过MN进入匀强电场区域,最后沿水平方向离开电场。(不计粒子的重力,磁场的左边界和电场的右边界均与MN平行,磁场和电场范围足够长,不计粒子穿过挡板所用的时间)求:
(1)磁场的宽度D
(2)磁感应强度B与电场强度E的比值
(3)粒子从射入磁场到离开电场的过程中,在竖直方向上升的高度H
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如图所示,有理想边界MN、PQ的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小B,磁场区域宽度为d,边界MN、PQ长不限,一质量为m、带电量为+q的带电粒子(不计重力)从MN边界上的A点沿纸面垂直MN以初速度进入磁场,已知该带电粒子的比荷,其中为PQ上的一点,且与PQ垂直,下列判断中,正确的是( )
A. 该带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为d
B. 该带电粒子打在PQ上的点与点的距离为
C. 该带电粒子在磁场中运动的时间为
D. 若带电粒子射入磁场的方向可任意调整,则粒子在磁场中运动的最长时间为
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