高三物理解答题中等难度题
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在如图所示的直角坐标系中,x轴的上方存在与x轴正方向成45°角斜向右下方的匀强电场,场强的大小为E=×104 V/m.x轴的下方有垂直于xOy面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B=2×10-2 T.把一个比荷为=2×108 C/kg的正电荷从坐标为(0,1)的A点处由静止释放.电荷所受的重力忽略不计.
(1)求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间;
(2)求电荷在磁场中做圆周运动的半径;(保留两位有效数字)
(3)当电荷第二次到达x轴时,电场立即反向,而场强大小不变,试确定电荷到达y轴时的位置坐标.
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如图,在平面直角坐标系中有一边界曲线,边界上方区域存在垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度大小为,边界下方区域存在竖直方向上的匀强电场,场强大小为。在轴上的处,有一质量为、电荷量为的带电粒子由静止释放,经过时间粒子到达曲线上的点,经磁场偏转恰好垂直穿过轴,轨迹如图所示,粒子的重力不计,求:
(1)处粒子在磁场中的偏转半径;
(2)若此粒子从轴正半轴上任意位置处由静止出发,最终都能垂直穿过轴,则边界曲线满足的方程。
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在如图所示的直角坐标系中,x轴的上方存在与x轴正方向成角斜向右下方的匀强电场,场强的大小为,x轴的下方有垂直于面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为,把一个比荷为的正电荷从坐标为的A点处由静止释放,电荷所受的重力忽略不计。
(1)求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间;
(2)求电荷在磁场中圆周运动的半径(保留两位有效数字);
(3)当电荷第二次到达x轴时,电场立即反向,而场强大小不变,试确定电荷到达y轴时的位置坐标。
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如图所示,相距3L的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场I的场强方向竖直向下,PT下方的电场Ⅱ的场强方向竖直向上,电场I的场强大小是电场Ⅱ的场强大小的两倍,在电场左边界AB上有点Q,PQ间距离为L.从某时刻起由Q以初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场的带电粒子,电量为+q、质量为m.通过PT上的某点R进入匀强电场I后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图,若PR两点的距离为2L.不计粒子的重力.试求:
(1)匀强电场I的电场强度E的大小和MT之间的距离;
(2)有一边长为a、由光滑弹性绝缘壁围成的正三角形容器,在其边界正中央开有一小孔S,将其置于CD右侧且紧挨CD边界,若从Q点射入的粒子经AB、CD间的电场从S孔水平射入容器中.欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出(粒子与绝缘壁碰撞时无机械能和电量损失),并返回Q点,需在容器中现加上一个如图所示的匀强磁场,粒子运动的半径小于a,求磁感应强度B的大小应满足的条件以及从Q出发再返回到Q所经历的时间.
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(18分)如图所示,相距3L的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场I的场强方向竖直向下,PT下方的电场II的场强方向竖直向上,电场I的场强大小是电场Ⅱ的场强大小的两倍,在电场左边界AB上有点Q,PQ间距离为L。从某时刻起由Q以初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场的带电粒子,电量为+q、质量为m。通过PT上的某点R进入匀强电场I后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图,若PR两点的距离为2L。不计粒子的重力。试求:
(1)匀强电场I的电场强度E的大小和MT之间的距离;
(2)有一边长为a、由光滑弹性绝缘壁围成的正三角形容器,在其边界正中央开有一小孔S,将其置于CD右侧且紧挨CD边界,若从Q点射入的粒子经AB、CD间的电场从S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出(粒子与绝缘壁碰撞时无机械能和电量损失),并返回Q点,需在容器中现加上一个如图所示的匀强磁场,粒子运动的半径小于,求磁感应强度B的大小应满足的条件以及从Q出发再返回到Q所经历的时间。
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