(16分)如图所示,在xOy平面内,x轴的上方分布有沿x轴负方向的场强E=1.2×103N/C的匀强电场,x轴的下方分布有垂直纸面向里的磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场。在x轴上有一个足够大的垂直于y轴的平板MN,平板上开有一个小孔P,P点距O点的距离Sx=3cm,P处连接有一段长度d=lcm内径不计的准直管,管内由于静电屏蔽没有电场。y轴负方向上距O点cm的粒子源S可以向平面内各个方向发射a粒子,假设发射的a粒子速度大小均为2×105m/s,打到平板和准直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子带正电,比荷为×l07C/kg重力不计,求
(1)a粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子从S到达P孔的时间;
(2)经过准直管进入电场中运动的a粒子,到达y轴的位置与O点的距离。
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(16分)如图所示,在xOy平面内,x轴的上方分布有沿x轴负方向的场强E=1.2×103N/C的匀强电场,x轴的下方分布有垂直纸面向里的磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场。在x轴上有一个足够大的垂直于y轴的平板MN,平板上开有一个小孔P,P点距O点的距离Sx=3cm,P处连接有一段长度d=lcm内径不计的准直管,管内由于静电屏蔽没有电场。y轴负方向上距O点cm的粒子源S可以向平面内各个方向发射a粒子,假设发射的a粒子速度大小均为2×105m/s,打到平板和准直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子带正电,比荷为×l07C/kg重力不计,求
(1)a粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子从S到达P孔的时间;
(2)经过准直管进入电场中运动的a粒子,到达y轴的位置与O点的距离。
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如图所示,在竖直平面内的xoy直角坐标系中,x轴上方存在正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度E1,方向沿y轴向上,磁感应强度B,方向垂直纸面向里。x轴下方存在方向沿y轴向上的匀强电场(图中未画出),场强为E2。质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点),从y轴上的A点以速度大小v0沿x轴正方向抛出,经x轴上的P点后与x轴正向成45°进入x轴上方恰能做匀速圆周运动。O、P两点间距离与O、A两点间距离满足以下关系, ,重力加速度为g,以上物理量中m、q、v0、g为已知量,其余量大小未知。
(1)电场强度E1与E2的比值
(2)若小球可多次(大于两次)通过P点,则磁感应强度B为多大?
(3)若小球可恰好两次通过P点,则磁感应强度B为多大?小球两次通过P点时间间隔为多少?
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如图所示,在竖直平面内的xoy直角坐标系中,x轴上方存在正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度E1,方向沿y轴向上,磁感应强度B,方向垂直纸面向里。x轴下方存在方向沿y轴向上的匀强电场(图中未画出),场强为E2。质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点),从y轴上的A点以速度大小v0沿x轴正方向抛出,经x轴上的P点后与x轴正向成45°进入x轴上方恰能做匀速圆周运动。O、P两点间距离与O、A两点间距离满足以下关系, ,重力加速度为g,以上物理量中m、q、v0、g为已知量,其余量大小未知。
(1)电场强度E1与E2的比值
(2)若小球可多次(大于两次)通过P点,则磁感应强度B为多大?
(3)若小球可恰好两次通过P点,则磁感应强度B为多大?小球两次通过P点时间间隔为多少?
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如图所示,在xOy坐标系中,坐标原点O处有一点状的放射源,它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子,α粒子的速度大小均为v0,在0<y<d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为E=,其中q与m分别为α粒子的电量和质量;在d<y<2d的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场,mn为电场和磁场的边界。ab为一块很大的平面感光板垂直于xOy平面且平行于x轴,放置于y=2d处,如图所示。观察发现此时恰好无粒子打到ab板上(不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用),求:
(1)α粒子通过电场和磁场边界mn时的速度大小及距y轴的最大距离。
(2)磁感应强度B的大小。
(3)将ab板至少向下平移多大距离才能使所有的粒子均能打到板上?此时ab板上被α粒子打中的区域的长度是多少?
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如图所示,坐标原点O处有一点状的放射源,它向xoy平面内的x轴上方各个方向(包括x轴正方向和负方向)发射带正电的同种粒子,速度大小都是v0,在的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为,其中q与m分别为该种粒子的电荷量和质量;在的区域内分布有垂直xOy平面的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板,放置于y=2d处,观察发现此时恰好没有粒子打到ab板上.(不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用)
(1)求粒子刚进入磁场时的速率;
(2)求磁感应强度B的大小;
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如图所示,坐标原点O处有一点状的放射源,它向xoy平面内的x轴上方各个方向(包括x轴正方向和负方向)发射带正电的同种粒子,速度大小都是v0,在的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为,其中q与m分别为该种粒子的电荷量和质量;在的区域内分布有垂直xOy平面的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板,放置于y=2d处,观察发现此时恰好没有粒子打到ab板上.(不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用)
(1)求粒子刚进入磁场时的速率;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)将ab板平移到距x轴最远什么位置时所有粒子均能打到板上?
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如图所示,在真空中的竖直平面内有一xoy平面直角坐标系,x轴下方有竖直向上的匀强电场,场强大小为E,且第三象限有垂直于纸面向外的水平匀强磁场;x轴上方有竖直向上的匀强电场,场强大小为。现有一电荷量的绝对值为q的带电小球,从第四象限中坐标值为(,- 2 l0) 的A点以与y轴夹角θ = 30°的速度v0斜向左上运动,恰能沿直线运动并经过y轴上的N点进入第三象限,接着垂直于x轴进入第二象限。已知重力加速度为g,求:
(1)带电小球的质量;
(2)匀强磁场的磁感应强度;
(3)带电小球从A点出发到第4次通过x轴时共经历的时间。
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如图甲,直角坐标系xOy在竖直平面内,x轴上方(含x轴)区域有垂直坐标系xOy向里的匀强磁场,磁感应强度B0=T;在x轴下方区域有正交的匀强电场和磁场,场强E随时间t的变化关系如图乙,竖直向上为电场强度正方向,磁感应强度B随时间t的变化关系如图丙,垂直xOy平面为磁场的正方向。光滑的绝缘斜面在第二象限,底端与坐标原点O重合,与负x轴方向夹角θ=30°。
一质量m=1×10-5kg、电荷量q=1×10-4C的带正电的粒子从斜面上A点由静止释放,运动到坐标原点时恰好对斜面压力为零,以此时为计时起点。求:
(1)释放点A到坐标原点的距离L;
(2)带电粒子在t=2.0s时的位置坐标;
(3)在垂直于x轴的方向上放置一俘获屏,要使带电粒子垂直打在屏上被俘获,屏所在位置的横坐标应满足什么条件?
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