(19分)如图所示,边长为的正方形PQMN区域内(含边界)有垂直纸面向外的匀强磁场,左侧有水平向右的匀强电场,场强大小为,质量为、电荷量为的带正电粒子从O点由静止开始释放,O、P、Q三点在同一水平直线上,OP=L,带电粒子恰好从M点离开磁场,不计带电粒子重力,求:
(1)磁感应强度大小;
(2)粒子从O点运动到M点经历的时间;
(3)若磁场磁感应强度可调节(不考虑磁场变化产生的电磁感应),带电粒子从边界NM上的点离开磁场,与N点距离为,求磁场磁感应强度的可能数值.
高三物理计算题困难题
(19分)如图所示,边长为的正方形PQMN区域内(含边界)有垂直纸面向外的匀强磁场,左侧有水平向右的匀强电场,场强大小为,质量为、电荷量为的带正电粒子从O点由静止开始释放,O、P、Q三点在同一水平直线上,OP=L,带电粒子恰好从M点离开磁场,不计带电粒子重力,求:
(1)磁感应强度大小;
(2)粒子从O点运动到M点经历的时间;
(3)若磁场磁感应强度可调节(不考虑磁场变化产生的电磁感应),带电粒子从边界NM上的点离开磁场,与N点距离为,求磁场磁感应强度的可能数值.
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(16分)如图所示,O、P、Q三点在同一水平直线上,OP=L,边长为L的正方形PQMN区域内(含边界)有垂直纸面向外的匀强磁场,左侧有水平向右的匀强电场,场强大小为E,质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点由静止开始释放,带电粒子恰好从M点离开磁场,不计带电粒子重力,求:
⑴磁感应强度大小B;
⑵粒子从O点运动到M点经历的时间;
⑶若图中电场方向改为竖直向下,场强大小未知,匀强磁场的磁感应强度变为原来的4倍,当粒子从O点以水平速度v0射入电场,从PN的中点进入磁场,从N点射出磁场,求带电粒子的初速度v0。
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如图所示,两个边长为2L的正方形PQMN和HGKJ区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B1和B2,两磁场区域中间夹有两个宽度为L、方向水平且相反、场强大小均为E的匀强电场,两电场区域分界线经过PN、GK的中点.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从G点由静止释放,经上方电场加速后通过磁场回旋,又经历下方电场沿NK二次加速后恰好回到G点,则下列说法正确的是( )
A. B2=2B1
B. 带电粒子第二次进入右边磁场后一定从MN边离开
C. 第一次完整回旋过程经历的时间为
D. 要实现两次以上的回旋过程,可以同时增大两磁场的磁感应强度
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如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,电场宽度为L;中间区域匀强磁场方向垂直纸面向外,右侧区域匀强磁场方向垂直纸面向里,两个磁场区域的磁感应强度大小均为B .一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O点,然后重复上述运动过程。求:
(1)粒子在磁场中运动的速率v
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径R
(3)粒子运动的一个完整的周期T
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如图所示,在边长为l的正方形区域工内有水平向右的匀强电场,场强大小E= ;在矩形区域Ⅱ内有垂直纸面向里的匀强磁场,其边界a.b和c 为三块垂直纸面放置的绝缘板。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以速度v从图示位置垂直电场方向射人区域工,离开区域工后进入区域Ⅱ并垂直击中板a的中点,接着与板b、c发生碰撞并返回区域工。已知粒子与板碰撞前后沿板方向的分速度不变,垂直板方向的分速度大小不变、方向相反,不计粒子与板的碰撞时间及粒子的重力。求:
(1)区域Ⅱ的面积;
(2)区域Ⅱ内磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子在电场和磁场中运动的总时间。
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如图12所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,电场宽度为L;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O点,然后重复上述运动过程。求:
(1)中间磁场区域的宽度d;
(2)带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t.
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(18分)
如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,电场宽度为L;中间区域和右侧匀强磁场的磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向外和向里。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O点,然后重复上述运动过程。求:
(1)画出带电粒子在上述运动过程的轨迹;
(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径;
(3)带电粒子在磁场中回转一周所用的时间。
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