如图所示,在xOy平面内,紧挨着的三个“柳叶”形有界区域①②③内(含边界上)有磁感应强度为B的匀强磁场,它们的边界都是半径为a的圆,每个圆的端点处的切线要么与x轴平行,要么与y轴平行.①区域的下端恰在O点,①②区域在A点平滑连接,②③区域在C点平滑连接.大量质量均为m、电荷量均为q的带正电的粒子依次从坐标原点O以相同的速率、各种不同的方向射入第一象限内(含沿x轴、y轴方向),它们只要在磁场中运动,轨道半径就都为a.在y≤-a的区域,存在场强为E的沿-x 方向的匀强电场.整个装置在真空中,不计粒子重力和粒子之间的相互作用.求:
(1)粒子从O点出射时的速率v0;
(2)这群粒子中,从O点射出至运动到x轴上的最长时间;
(3)这群粒子到达y轴上的区域范围.
高一物理计算题困难题
如图所示,在xOy平面内,紧挨着的三个“柳叶”形有界区域①②③内(含边界上)有磁感应强度为B的匀强磁场,它们的边界都是半径为a的圆,每个圆的端点处的切线要么与x轴平行,要么与y轴平行.①区域的下端恰在O点,①②区域在A点平滑连接,②③区域在C点平滑连接.大量质量均为m、电荷量均为q的带正电的粒子依次从坐标原点O以相同的速率、各种不同的方向射入第一象限内(含沿x轴、y轴方向),它们只要在磁场中运动,轨道半径就都为a.在y≤-a的区域,存在场强为E的沿-x 方向的匀强电场.整个装置在真空中,不计粒子重力和粒子之间的相互作用.求:
(1)粒子从O点出射时的速率v0;
(2)这群粒子中,从O点射出至运动到x轴上的最长时间;
(3)这群粒子到达y轴上的区域范围.
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如图所示为几个有理想边界的磁场区域,相邻区域的磁感应强度B大小相等、方向相反,区域的宽度均为L.现有一边长为L的正方形导线框由图示位置开始,沿垂直于区域边界的直线匀速穿过磁场区域,速度大小为v.设逆时针方向为电流的正方向,下列各图能正确反映线框中感应电流的是( )
A. B.
C. D.
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如图所示,在真空中半径m的圆形区域内,有磁感应强度B=0.2T,方向如图的匀强磁场,一束带正电的粒子以初速度m/s,从磁场边界上直径ab的a端沿各个方向射入磁场,且初速方向都垂直于磁场方向,若该束粒子的比荷C/kg,不计粒子重力.求:
(1)粒子在磁场中运动的最长时间.
(2)若射入磁场的速度改为m/s,其他条件不变,试用斜线画出该束粒子在磁场中可能出现的区域,要求有简要的文字说明.
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如图所示,在xOy平面的y轴左侧存在沿y轴正方向的匀强电场,y轴右侧区域Ⅰ内存在磁感应强度大小B1=mv0/ql面向外的匀强磁场,区域Ⅰ、区域Ⅱ的宽度均为L,高度均为3L。质量为m、电荷量为 +q的带电粒子从坐标为(– 2L,–L)的A点以速度v0沿 +x方向射出,恰好经过坐标为[0,-(–1)L]的C点射入区域Ⅰ。粒子重力忽略不计。
⑴ 求匀强电场的电场强度大小E;
⑵ 求粒子离开区域Ⅰ时的位置坐标;
⑶ 要使粒子从区域Ⅱ上边界离开磁场,可在区域Ⅱ内加垂直纸面向内的匀强磁场。试确定磁感应强度B的大小范围,并说明粒子离开区域Ⅱ时的速度方向。
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(2014•石景山区一模)如图所示,a、b是边界范围、磁感应强度大小和方向都相同的两个匀强磁场区域,a的下端离水平地面的高度比b高一些.甲、乙是两个完全相同的闭合正方形导线框,分别位于a、b的正上方,两线框的下端离地面的高度相同.两线框由静止同时释放,穿过磁场后落到地面,下落过程中线框平面始终保持与磁场方向垂直.下列说法正确的是( )
A.乙线框先落地
B.两线框同时落地
C.穿过磁场的过程中,乙线框产生的热量较少
D.穿过磁场的过程中,两线框产生的热量相同
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如图甲所示,在xOy平面内有足够大的匀强电场,电场方向竖直向上,电场强度E=40 N/C,在y轴左侧平面内有足够大的瞬时磁场,磁感应强度B1随时间t变化的规律如图乙所示,15πs后磁场消失,选定磁场垂直纸面向里为正方向.在y轴右侧平面内还有方向垂直纸面向外的恒定的匀强磁场,分布在一个半径为r=0.3 m的圆形区域(图中未画出),且圆的左侧与y轴相切,磁感应强度B2=0.8 T.t=0时刻,一质量m=8×10-4 kg、电荷量q=2×10-4 C的微粒从x轴上xP=-0.8 m处的P点以速度v=0.12 m/s向x轴正方向入射.(g取10 m/s2,计算结果保留两位有效数字)
(1)求微粒在第二象限运动过程中离y轴、x轴的最大距离;
(2)若微粒穿过y轴右侧圆形磁场时,速度方向的偏转角度最大,求此圆形磁场的圆心坐标(x,y).
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(2015•浙江模拟)如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m,电阻为R.在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里.现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落,如图乙是金属线框由开始下落到bc刚好运动到匀强磁场PQ边界的v﹣t图象,图中数据均为已知量.重力加速度为g,不计空气阻力.下列说法正确的是( )
A.金属线框刚进人磁场时感应电流方向沿adcba方向
B.磁场的磁感应强度为
C.金属线框在0一t3的时间内所产生的热量为mgv1(t2﹣t1)
D.MN和PQ之间的距离为v1(t2﹣t1)
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一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内,线框平面与磁场垂直,线框的右边紧贴着磁场边界,如图甲所示.t=0时刻对线框施加一水平向右的外力,让线框从静止开始做匀加速直线运动穿过磁场,外力F随时间t变化的图象如图乙所示.已知线框质量m=1 kg、电阻R=1 Ω,以下说法正确的是( )
A.线框做匀加速直线运动的加速度为3m/s2
B.匀强磁场的磁感应强度为2 T
C.线框穿过磁场的过程中,通过线框的电荷量为 C
D.线框边长为1 m
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如图,在xoy平面内第二象限-10cm≤x≤0区域内有垂直纸面向内的匀强磁场B,其大小为0.2T,在A(-6cm,0)点有一粒子发射源,向x轴上方180°范围内发射v=2.0×107m/s的负粒子,粒子的比荷为2.0×109C/kg,不计粒子重力,求:
1)粒子在磁场中做圆周运动的半径.
(2)粒子在磁场中运动的最长时间是多少?
(3)若在0≤x≤10cm范围内加一与y轴平行向下的匀强电场,从y轴最上方飞出的粒子经过电场后恰好沿x轴正向从右边界飞出,试求出射点的坐标.
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