(11分)(2009·北京模拟)在坐标系xOy中,有三个靠在一起的等大的圆形区域,分别存在着方向如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小都为B=0.10T,磁场区域半径r=m,三个圆心A、B、C构成一个等边三角形,B、C点都在x轴上,且y轴与圆形区域C相切,圆形区域A内磁场垂直纸面向里,圆形区域B、C内磁场垂直纸面向外.在直角坐标系的第Ⅰ、Ⅳ象限内分布着场强E=1.0×105N/C的竖直方向的匀强电场,现有质量m=3.2×10-26kg,带电荷量q=-1.6×10-19C的某种负离子,从圆形磁场区域A的左侧边缘以水平速度v=106m/s沿正对圆心A的方向垂直磁场射入,求:
(1)该离子通过磁场区域所用的时间.
(2)离子离开磁场区域的出射点偏离最初入射方向的侧移为多大?(侧移指垂直初速度方向上移动的距离)
(3)若在匀强电场区域内竖直放置一挡板MN,欲使离子打到挡板MN上的偏离最初入射方向的侧移为零,则挡板MN应放在何处?匀强电场的方向如何?
高三物理选择题中等难度题
(11分)(2009·北京模拟)在坐标系xOy中,有三个靠在一起的等大的圆形区域,分别存在着方向如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小都为B=0.10T,磁场区域半径r=m,三个圆心A、B、C构成一个等边三角形,B、C点都在x轴上,且y轴与圆形区域C相切,圆形区域A内磁场垂直纸面向里,圆形区域B、C内磁场垂直纸面向外.在直角坐标系的第Ⅰ、Ⅳ象限内分布着场强E=1.0×105N/C的竖直方向的匀强电场,现有质量m=3.2×10-26kg,带电荷量q=-1.6×10-19C的某种负离子,从圆形磁场区域A的左侧边缘以水平速度v=106m/s沿正对圆心A的方向垂直磁场射入,求:
(1)该离子通过磁场区域所用的时间.
(2)离子离开磁场区域的出射点偏离最初入射方向的侧移为多大?(侧移指垂直初速度方向上移动的距离)
(3)若在匀强电场区域内竖直放置一挡板MN,欲使离子打到挡板MN上的偏离最初入射方向的侧移为零,则挡板MN应放在何处?匀强电场的方向如何?
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(09·天津·11) (18分)如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为.不计空气阻力,重力加速度为g,求
(1)电场强度E的大小和方向;
(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;
(3)A点到x轴的高度h.
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如图,在坐标系xOy的第二象限存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里;第三象限内有沿x轴正方向的匀强电场;第四象限的某圆形区域内存在一垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为第二象限磁场磁感应强度的4倍。一质量为m、带电荷量为q(q>0)的粒子以速率v自y轴的A点斜射入磁场,经x轴上的C点以沿y轴负方向的速度进入电场,然后从y轴负半轴上的D点射出,最后粒子以沿着y轴正方向的速度经过x轴上的Q点。已知OA=,OC=d,OD=,OQ=4d,不计粒子重力。
(1)求第二象限磁感应强度B的大小与第三象限电场强度E的大小;
(2)求粒子由A至D过程所用的时间;
(3)试求第四象限圆形磁场区域的最小面积。
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如图,在坐标系xOy的第二象限存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里;第三象限内有沿x轴正方向的匀强电场;第四象限的某圆形区域内存在一垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为第二象限磁场磁感应强度的4倍。一质量为m、带电荷量为q(q>0)的粒子以速率v自y轴的A点斜射入磁场,经x轴上的C点以沿y轴负方向的速度进入电场,然后从y轴负半轴上的D点射出,最后粒子以沿着y轴正方向的速度经过x轴上的Q点。已知OA=,OC=d,OD=,OQ=4d,不计粒子重力。
(1)求第二象限磁感应强度B的大小与第三象限电场强度E的大小;
(2)求粒子由A至D过程所用的时间;
(3)试求第四象限圆形磁场区域的最小面积。
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如图所示,在平面坐标系的第一象限、区域存在方向沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在以为圆心、半径为的圆形区域有垂直于、xOy平面的匀强磁场,磁感应强度大小方向均未知,电场与磁场没有重叠区域。一个质子和一个氦核先后从x轴上的S点射入磁场;已知质子以一定速度沿y轴正方向进入磁场,从与圆心等高点A离开磁场后,恰好没有飞出电场;氦核的入射方向与x轴负方向的夹角为60°,其入射速度大小为。质子的质几个为m、电荷量为q,不计质子、氦核的重力及粒子间的相互作用。求:
(1)圆形区域滋场的磁感应强度大小及方向;
(2)氦核在电场中运动最远点的坐标;
(3)氦核从进入磁场,到最终离开磁场的时间。
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如图所示,在坐标系xOy第二象限内有一圆形匀强磁场区域(图中未画出),磁场方向垂直xOy平面.在x轴上有坐标(-2l0,0)的P点,三个电子a、b、c以相等大小的速度沿不同方向从P点同时射入磁场区,其中电子b射入方向为+y方向,a、c在P点速度与b速度方向夹角都是θ=.电子经过磁场偏转后都垂直于y轴进入第一象限,电子b通过y轴Q点的坐标为y=l0,a、c到达y轴时间差是t0.在第一象限内有场强大小为E,沿x轴正方向的匀强电场.已知电子质量为m、电荷量为e,不计重力.求:
(1) 电子在磁场中运动轨道半径和磁场的磁感应强度B.
(2) 电子在电场中运动离y轴的最远距离x.
(3) 三个电子离开电场后再次经过某一点,求该点的坐标和先后到达的时间差Δt.
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如图所示,在坐标系xOy第二象限内有一圆形匀强磁场区域(图中未画出),磁场方向垂直xOy平面.在x轴上有坐标(-2l0,0)的P点,三个电子a、b、c以相等大小的速度沿不同方向从P点同时射入磁场区,其中电子b射入方向为+y方向,a、c在P点速度与b速度方向夹角都是θ= .电子经过磁场偏转后都垂直于y轴进入第一象限,电子b通过y轴Q点的坐标为y=l0,a、c到达y轴时间差是t0.在第一象限内有场强大小为E,沿x轴正方向的匀强电场.已知电子质量为m、电荷量为e,不计重力.求:
(1) 电子在磁场中运动轨道半径和磁场的磁感应强度B.
(2) 电子在电场中运动离y轴的最远距离x.
(3) 三个电子离开电场后再次经过某一点,求该点的坐标和先后到达的时间差Δt.
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如图,在竖直的xOy平面内有一个半径为R的圆形区域与x轴相切于O点,在圆形区域外(包括圆形边界)的空间存在垂直纸面向外的匀强磁场,xOy平面内有沿y轴负方向的匀强电场。现从坐标原点O以速率v向第一象限内的不同方向发射相同的带电小球,小球的质量为m、电荷量为-q(q>0),所有小球均在磁场中做匀速圆周运动,且都能沿平行于x轴的方向进入圆形区域并再次通过O点,不计小球间的相互作用,重力加速度为g,求:
(l)匀强电场的电场强度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)沿与x轴正向成60°角发射的小球从开始运动到再次通过O点经历的时间。
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