如图所示,足够大的平行挡板A1、A2竖直放置,间距6L,两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,以水平面MN为理想分界面,Ⅰ区的磁感应强度为B0,方向垂直纸面向外,A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2,两孔与分界面MN的距离均为L,质量为m、电荷量为+q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后,沿水平方向从S1进入Ⅰ区,并直接偏转到MN上的P点,再进入Ⅱ区,P点与A1板的距离是L的k倍,不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑.
(1)若k=1,求匀强电场的电场强度E;
(2)若2<k<3,且粒子沿水平方向从S2射出,求出粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和Ⅱ区的磁感应强度B与k的关系式.
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(12分)如图所示,足够大的平行挡板A1、A2竖直放置,间距6L。两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,以水平面MN为理想分界面,Ⅰ区的磁感应强度为B0,方向垂直纸面向外. A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2,两孔与分界面MN的距离均为L.质量为m、电量为+q的粒子经宽度为d的匀强电场有静止加速后,沿水平方向从S1进入Ⅰ区,并直接偏转到MN上的P点,再进入Ⅱ区,P点与A1板的距离是L的k倍,不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑.
(1)若k=1,求匀强电场的电场强度E;
(2)若2<k<3,且粒子沿水平方向从S2射出,求出粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和Ⅱ区的磁感应强度B与k的关系式.
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如图所示,足够大的平行挡板A1,A2竖直放置,间距为6L.两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,以水平面yN为理想分界面.Ⅰ区的磁感应强度为B0,方向垂直纸面向外,A1,A2上各有位置正对的小孔S1,S2,两孔与分界面yN的距离为L.质量为m,电量为+q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后,沿水平方向从S1进入Ⅰ区,并直接偏转到yN上的P点,再进入Ⅱ区.P点与A1板的距离是L的k倍.不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑.
(1)若k=1,求匀强电场的电场强度E;
(2)若2<k<3,且粒子沿水平方向从S2射出,求出粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和Ⅱ区的磁感应强度B与k的关系式.
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如图所示,足够大的平行挡板A1、A2竖直放置,间距6L,两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,以水平面MN为理想分界面,Ⅰ区的磁感应强度为B0,方向垂直纸面向外,A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2,两孔与分界面MN的距离均为L,质量为m、电荷量为+q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后,沿水平方向从S1进入Ⅰ区,并直接偏转到MN上的P点,再进入Ⅱ区,P点与A1板的距离是L的k倍,不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑.
(1)若k=1,求匀强电场的电场强度E;
(2)若2<k<3,且粒子沿水平方向从S2射出,求出粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和Ⅱ区的磁感应强度B与k的关系式.
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如图所示,足够大的平行挡板A1、A2竖直放置,间距6L.两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,以水平面MN为理想分界面,Ⅰ区的磁感应强度为B0,方向垂直纸面向外.A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2,两孔与分界面MN的距离均为L.质量为m、电量为+q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后,沿水平方向从S1进入Ⅰ区,并直接偏转到MN上的P点,再进入Ⅱ区,P点与A1板的距离是L的k倍,不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑.
(1)若k=1,求匀强电场的电场强度E;
(2)若2<k<3,且粒子沿水平方向从S2射出,求出粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和Ⅱ区的磁感应强度B与k的关系式.
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如图所示,足够大的平行挡板A1、A2竖直放置,间距6L。两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,以水平面MN为理想分界面,Ⅰ区的磁感应强度为B0,方向垂直纸面向外。A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2,两孔与分界面MN的距离均为L,质量为m、电荷量为+q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后,沿水平方向从S1进入Ⅰ区,并直接偏转到MN上的P点,再进入Ⅱ区,P点与A1板的距离是L的k倍。不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑。
(1)若k=1,求匀强电场的电场强度E;
(2)若,且粒子沿水平方向从S2射出,求出粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和Ⅱ区的磁感应强度B与k的关系式。
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如图所示,足够大的平行挡板、竖直放置,间距为。两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,磁感应强度大小分别为B和,水平面MN为理想分界面。、上各有位置正对的小孔、,两孔与分界面MN的距离均为L。一质量为、电荷量为的粒子经宽度为的匀强电场由静止加速后,沿水平方向从进入区域Ⅰ,粒子重力忽略不计。
(1)要使粒子不能打到挡板上,求匀强电场的电场强度E的最小值。
(2)若粒子能沿水平方向从射出,求粒子在磁场中速度大小的所有可能值。
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如图所示,足够大的平行挡板A1、A2竖直放置,间距为L。A1、A2上各有位置正对的小孔P、Q。两板间存在两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,水平面PQ和MN分别是两个磁场区的理想边界面。挡板A1的左侧是方向水平向右的匀强电场,质量为m、电荷量为+q的粒子从电场中的O点以大小为v0的初速度竖直向上射出,运动一段时间后从小孔P进入Ⅰ区,此时速度方向与竖直方向的夹角θ = 60º。粒子进入Ⅰ区运动之后,从PQ边界上的 C1点第一次离开Ⅰ区,C1点与挡板A1的距离为d,然后进入没有磁场的区域运动,从MN边界上的D1点(图中未画出)第一次进入Ⅱ区,D1点与挡板A1的距离为。不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑。
(1)求匀强电场中O、P两点间的电势差U和Ⅰ区的磁感应强度B1的大小;
(2)已知,最后粒子恰好从小孔Q射出,求Ⅱ区的磁感应强度B2的大小可能是哪些值?
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如图所示,足够大的平行挡板A1、A2竖直放置,间距为L。A1、A2上各有位置正对的小孔P、Q。两板间存在两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,水平面PQ和MN分别是两个磁场区的理想边界面。挡板A1的左侧是方向水平向右的匀强电场,质量为m、电荷量为+q的粒子从电场中的O点以大小为v0的初速度竖直向上射出,运动一段时间后从小孔P进入Ⅰ区,此时速度方向与竖直方向的夹角θ = 60º。粒子进入Ⅰ区运动之后,从PQ边界上的 C1点第一次离开Ⅰ区,C1点与挡板A1的距离为d,然后进入没有磁场的区域运动,从MN边界上的D1点(图中未画出)第一次进入Ⅱ区,D1点与挡板A1的距离为。不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑。
(1)求匀强电场中O、P两点间的电势差U和Ⅰ区的磁感应强度B1的大小;
(2)已知,最后粒子恰好从小孔Q射出,求Ⅱ区的磁感应强度B2的大小可能是哪些值?
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(16分)如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距为l,导轨上端接有电阻R和一个理想电流表,导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区域有虚线所示的水平上边界,磁场方向垂直于金属导轨平面向外。质量为m、电阻为r的金属杆MN,从距磁场上边界h处由静止开始沿着金属导轨下落,金属杆进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I。金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g,不计空气阻力。求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)电流稳定后金属杆运动速度的大小;
(3)金属杆刚进入磁场时,M、N两端的电压大小。
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如图所示,两条足够长的平行金属导轨竖直放置,间距为。以MN为界的两个匀强磁场,磁场方向均垂直导轨平面向里,上方区域的磁感强度大小为,下方区域的磁感强度大小为。金属棒a、b分处上、下磁场,质量分别为和,电阻均为,与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦地运动。导轨上端连接一阻值为的电阻和电键K,导轨电阻不计。重力加速度为。
(1)若电键K断开,当a棒在竖直方向匀速运动时,b棒恰好静止,请判断a棒的运动方向,并说明理由;
(2)在第(1)问中,a棒匀速运动时所需竖直方向的外力的大小和方向。
(3)若将a棒固定,将b棒由静止释放,运动状态稳定后再闭合电键K。请说明闭合电键后,b棒运动的速度和加速度情况,请求出b棒的最终速度。
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