(17分)如图所示,真空中的矩形abcd区域内存在竖直向下的匀强电场,半径为R的圆形区域内同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆形边界分别相切于ad、bc边的中点e、f。一带电粒子以初速度v0沿着ef方向射入该区域后能做直线运动;当撤去磁场并保留电场,粒子以相同的初速度沿着ef方向射入恰能从c点飞离该区域。已知,忽略粒子的重力。求:
(1)带电粒子的电荷量q与质量m的比值;
(2)若撤去电场保留磁场,粒子离开矩形区域时的位置。
高三物理计算题困难题
(17分)如图所示,真空中的矩形abcd区域内存在竖直向下的匀强电场,半径为R的圆形区域内同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆形边界分别相切于ad、bc边的中点e、f。一带电粒子以初速度v0沿着ef方向射入该区域后能做直线运动;当撤去磁场并保留电场,粒子以相同的初速度沿着ef方向射入恰能从c点飞离该区域。已知,忽略粒子的重力。求:
(1)带电粒子的电荷量q与质量m的比值;
(2)若撤去电场保留磁场,粒子离开矩形区域时的位置。
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(17分)如图所示,真空中的矩形abcd区域内存在竖直向下的匀强电场,半径为R的圆形区域内同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆形边界分别相切于ad、bc边的中点e、f。一带电粒子以初速度v0沿着ef方向射入该区域后能做直线运动;当撤去磁场并保留电场,粒子以相同的初速度沿着ef方向射入恰能从c点飞离该区域。已知,忽略粒子的重力。求:
(1)带电粒子的电荷量q与质量m的比值;
(2)若撤去电场保留磁场,粒子离开矩形区域时的位置。
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如图所示,真空中的矩形abcd区域内存在竖直向下的匀强电场,半径为R的圆形区域内同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆形边界分别相切于ad、bc边的中点e、f。一带电粒子以初速度v0沿着ef方向射入该区域后能做直线运动;当撤去磁场并保留电场,粒子以相同的初速度沿着ef方向射入恰能从c点飞离该区域。已知,忽略粒子的重力。求:
(1)带电粒子的比荷;
(2)若撤去电场保留磁场,粒子离开矩形区域时的位置。
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如图所示,矩形abcd关于x轴对称,长ad=2L,宽ab=L,三角形oab区域内存在竖直向下的匀强电场,梯形obcd区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(不计重力)以初速度v从P点沿X轴正方向进入电场,穿过电场后从ob边上Q点处进入磁场,然后从y 轴负半轴上的M点(图中未标出)垂直于y轴离开磁场,已知,,试求:
(1)匀强电场的场强E大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小。
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如图所示,矩形区域ABCD内存在E=100N/C的匀强电场,方向水平向右,半径R=0.1m的圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场B1,EF为圆O的竖直直径,A、D、E和B、C、F各处于同一条水平线上,AD=0.02m,挡板DE=0.12m,可以吸收打在上面的粒子,DE上方有一垂直纸面向里的匀强磁场B2。荧光板DG与DE成θ=60°角,当有粒子打到DG上时,荧光板会发出荧光。电场左边界AB为粒子发射源,能均匀发出大量初速度为0的粒子,粒子的比荷为C/kg,经电场加速后射入B1,并全部能经过E点射入磁场B2。整个装置竖直,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,求:
(1)B1的大小和方向;
(2)若B2=T,挡板DG上最远的发光点离D的距离;
(3)设粒子在B2中做匀速圆周运动的周期为T,若从E点射入B2的所有粒子中,能打到DG上的粒子在B2中运动的最长时间为,则B2和T的大小各为多少?
(4)B2取(3)中的值,在B2中运动时间最短的粒子是AB上离A点多远的位置发出的?
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如图所示,在矩形ABCD区域内存在竖直向上的匀强电场,电场强度为E,以AC虚线为界,上方还同时存在垂直纸面方向的匀强磁场(未画出)。在距离上边界h的P点竖直向上发射速度为的带电微粒,恰好能在电场中做匀速直线运动,带电微粒进入电场、磁场共存区域后,恰好未从AB边飞出,再次经过AC后恰好能回到P点。已知,重力加速度为g,则下列说法正确的是
A. 匀强磁场方向垂直纸面向外
B. 带电微粒再次经过AC后返回到P点的过程中做类平抛运动
C. 磁感应强度大小为
D. 带电微粒在电场、磁场共存区域中的运动时间为
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如图所示,矩形区域以对角线abcd为边界分为上、下两个区域,对角线上方区域存在竖直向下的匀强电场,对角线下方区域存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、带电量为+q的粒子以速度从a点沿边界ab进入电场,恰好从对角线ac的中点O进入磁场,并恰好未从边界cd射出。已知ab边长为2L,bc边长为,粒子重力不计,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)磁感应强度B的大小。
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如图甲所示,在竖直平面内存在竖直方向的匀强电场,在第一象限内有一与x轴相切于点、半径为R的圆形区域,该区域内存在垂直于面的匀强磁场,电场与磁场随时间变化如图乙、丙所示,设电场强度竖直向下为正方向,磁场垂直纸面向里为正方向,电场、磁场同步周期性变化(每个周期内正、反向时间相同)。一带正电的小球A沿y轴方向下落,t=0时刻A落至点,此时,另一带负电的小球B从圆形区域的最高点处开始在磁场内紧靠磁场边界做匀速圆周运动。当A球再下落R时,B球旋转半圈到达点;当A球到达原点O时,B球又旋转半圈回到最高点;然后A球开始做匀速运动。两球的质量均m,电荷量大小为q,不计空气阻力及两小球之间的作用力,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)小球B做匀速圆周运动的周期T及匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)电场、磁场变化第一个周期末A、B两球间的距离S。
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