如图所示,在真空中xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的匀强电场,场强,第二、三象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为的匀强磁场,第四象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P,在y轴负方向上距O点为的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射粒子,且。设发射的粒子速度大小v均为,除了垂直x轴通过P点的粒子可以进入电场,其余打到平板上的粒子均被吸收。已知粒子的比荷为,重力不计,试问:
(1)P点距O点的距离为多少?
(2)粒子经过P点第一次进入电场,运动后到达y轴的位置与O点的距离为多少?
(3)要使离开电场的粒子能回到粒子源S处,磁感应强度应为多大?
高三物理解答题困难题
如图所示,在真空中xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的匀强电场,场强,第二、三象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为的匀强磁场,第四象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P,在y轴负方向上距O点为的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射粒子,且。设发射的粒子速度大小v均为,除了垂直x轴通过P点的粒子可以进入电场,其余打到平板上的粒子均被吸收。已知粒子的比荷为,重力不计,试问:
(1)P点距O点的距离为多少?
(2)粒子经过P点第一次进入电场,运动后到达y轴的位置与O点的距离为多少?
(3)要使离开电场的粒子能回到粒子源S处,磁感应强度应为多大?
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,在真空中xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的匀强电场,场强,第二、三象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为的匀强磁场,第四象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P,在y轴负方向上距O点为的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射粒子,且。设发射的粒子速度大小v均为,除了垂直x轴通过P点的粒子可以进入电场,其余打到平板上的粒子均被吸收。已知粒子的比荷为,重力不计,试问:
(1)P点距O点的距离为多少?
(2)粒子经过P点第一次进入电场,运动后到达y轴的位置与O点的距离为多少?
(3)要使离开电场的粒子能回到粒子源S处,磁感应强度应为多大?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】由洛仑兹力提供向心力,从而得到在和四象限做匀速圆周运动的轨道半径,求出P点距O点的距离,从P点进入电场的粒子做类平抛运动,由类平抛运动相应规律就能求出类平抛运动的匀速位移;粒子离开电场后进入B2磁场做匀速圆周运动,先求出离开电场磁场的速度方向,当再次回到y轴时根据圆周运动的对称性与y轴的夹角相等,但要注意的是可以是直接回到S点,也可能是在B1中偏转后回到S处,所以要分两种情况进行考虑.由出发点和S点的距离求出做圆周运动的半径,再由洛仑兹力提供向心力从而求出B2.
【解析】
(1)粒子从S射出经过磁场后,能从P点垂直x轴通过的运动轨迹如图甲所示,由公式可知,
粒子的轨道半径,
由几何关系可知: ,则,
由此可知点距O点的距离;
(2)
粒子进入电场后做类平抛运动,
x轴方向位移为: ,
y轴方向位移为: ,
加速度为: ,
则粒子到达y轴位置与O点的距离为: ;
(3)
设粒子在y轴射出电场的位置到粒子源S的距离为H,则,
设粒子在y轴射出电场的速度方向与y轴正方向夹角为,
由,可知: ,
则粒子射入磁场的速度大小,
粒子能回到粒子源S处可分以下两种情况处理:
粒子经磁场偏转后直接回到粒子源S处,如图乙所示。
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R,由几何关系可知, ,
则,
由公式,得到;
②粒子经磁场偏转后进入磁场偏转再回到离子源S处,如图丙所示。
则粒子进入磁场的偏转半径,
由几何关系可知, ,
则,
由公式,
得到
【题型】解答题
【结束】
13
(1)下列说法正确的是_________。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小
B.两个分子间距离减小时,它们之间的分子势能一定减小
C.温度总是从分子平均动能大的物体向分子平均动能小的物体转移
D.一定量的水蒸发为同温度的水蒸气,吸收的热量大于其增加的内能
E.干湿泡温度计的干泡与湿泡的示数差越小,则相对湿度越大,人感觉潮湿
高三物理填空题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的场强E=×104N/C的匀强电场,第四象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B1=0.2 T的匀强磁场,第二、三象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B2的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P,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可以向第四象限平面内各个方向发射a粒子,假设发射的a粒子速度大小v均为2×105m/s,此时有粒子通过准直管进入电场, 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5×l07C/kg,重力不计,求:
(1)a粒子在第四象限的磁场中运动时的轨道半径和粒子从S到达P孔的时间;
(2)除了通过准直管的a粒子外,为使其余a粒子都不能进入电场,平板OM的长度至少是多长?
(3)经过准直管进入电场中运动的a粒子,第一次到达y轴的位置与O点的距离;
(4)要使离开电场的a粒子能回到粒子源S处,磁感应强度B2应为多大?
高三物理计算题困难题查看答案及解析
如图所示,在xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的场强E=4×104N/C的匀强电场,第四象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B1=0.2T的匀强磁场,第二、三象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B2的匀强磁场.在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P.y轴负方向上距O点 cm的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射α粒子,且OS>OP.假设发射的α粒子速度大小v均为2×105m/s,除了垂直轴x通过P点的a粒子可以进入电场,其余打到平板上的á粒子均被吸收.已知α粒子带正电,比荷为=5×l07C/kg,重力不计,求:
(1)a粒子在第四象限的磁场中运动时的轨道半径;
(2)除了通过P点的α粒子外,为使其余α粒子都不能进入电场,平板OM的长度至少是多长?
(3)经过P点进入电场中运动的α粒子,第一次到达y轴的位置与O点的距离;
(4)要使离开电场的α粒子能回到粒子源S处,磁感应强度B2应为多大?
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,在xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的场强E=4×104N/C的匀强电场,第四象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B1=0.2T的匀强磁场,第二、三象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B2的匀强磁场.在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P.y轴负方向上距O点cm的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射α粒子,且OS>OP.假设发射的α粒子速度大小v均为2×105m/s,除了垂直轴x通过P点的α粒子可以进入电场,其余打到平板上的α粒子均被吸收.已知α粒子带正电,比荷为=5×107C/kg,重力不计
求:
(1)α粒子在第四象限的磁场中运动时的轨道半径;
(2)经过P点进入电场中运动的α粒子,第一次到达y轴的位置与O点的距离;
(3)要使离开电场的α粒子能回到粒子源S处,磁感应强度B2应为多大?
高三物理简答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的场强的匀强电场,第四象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B1=0.2 T的匀强磁场,第二、三象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B2的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P,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可以向第四象限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,此时有粒子通过准直管进入电场, 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,重力不计,求:
(1) a粒子在第四象限的磁场中运动时的轨道半径和粒子从S到达P孔的时间;
(2) 除了通过准直管的a粒子外,为使其余a粒子都不能进入电场,平板OM的长度至少是多长?
(3) 经过准直管进入电场中运动的a粒子,第一次到达y轴的位置与O点的距离;
(4) 要使离开电场的a粒子能回到粒子源S处,磁感应强度B2应为多大?
高三物理计算题简单题查看答案及解析
如图,在xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的场强的匀强电场,第四象限内分布有垂直于纸面向里的磁感应强度B1=0.2T的匀强磁场,第二、三象限内分布有垂直于纸面向里的 磁感应强度为B2的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM平板上开有一个小孔P,P处连接有一段长度d=1cm,内径不计的准直管,位于第一象限内,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可以向第四象限平面内各个方向发射α粒子,且OS<OP。假设发射的α粒子速度大小v均为2×105m/s,除了垂直于x轴通过P点的α粒子可以进入电场,其余打到平板上的α粒子均被吸收。已知α粒子带正电,比荷q/m=5×107C/kg,重力不计,则( )
A. 经过P点进入电场中运动的α粒子,第一次到达y轴的位置与O点的距离为0.06m
B. 经过P点进入电场中运动的α粒子,第一次到达y轴的位置与O点的距离为0.07m
C. 要使离开电场的α粒子能回到粒子源S处,磁感应强度B2可为
D. 要使离开电场的α粒子能回到粒子源S处,磁感应强度B2可为
高三物理多选题困难题查看答案及解析
(18分)如图,坐标系xOy在竖直平面内,第一象限内分布匀强磁场,磁感应强度大小为B,
方向垂直纸面向外;第二象限内分布着沿x轴正方向的水平匀强电场,场强大小,质量
为m、电荷量为+q的带电粒子从A点由静止释放,A点坐标为( L ,),在静电力的作用
下以一定速度v进入磁场,最后落在x轴上的P点.不计粒子的重力.求:
(1)带电粒子进入磁场时的速度v大小.
(2)P点与O点之间的距离.
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,位于竖直平面内的坐标系xoy,在其第三象限空间有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E.在其第一象限空间有沿y轴负方向的、场强为的匀强电场,并在y>h区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度,恰好能沿PO作直线运动(PO与x轴负方向的夹角为θ=37 o),并从原点O进入第一象限。已知重力加速度为g,sin37o=0.6,cos37o=0.8,求:
(1)油滴的电性;
(2)油滴在P点得到的初速度大小;
(3)油滴在第一象限运动的时间和离开第一象限处的坐标值.
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