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长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,平行金属板...

长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,平行金属板的右侧有如下图所示的匀强磁场。一个带电为+q、质量为m的带电粒子,以初速v0紧贴上板垂直于电场线方向进入该电场,刚好从下板边缘射出,射出时末速度恰与下板成30o角,出磁场时刚好紧贴上板右边缘,不计粒子重力,求:

1.两板间的距离;

2.匀强电场的场强与匀强磁场的磁感应强度。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

 

1. 2.   【解析】(1)带电粒子在电场中受到电场力的作用发生偏转,做类平抛运动。 竖直方向:离开电场时的速度vy=v0tan30°(1分)粒子发生偏转的位移(1分) 水平方向:粒子匀速运动的时间(1分)联立以上几式解得,(1分) (2)在电场中粒子受到电场力,由牛顿第二定律得,qE=ma(1分) 根据运动学公式有,vy=at(1分)又因为粒子运动时间t=,所以(1分) 带电粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即:(1分) 粒子离开电场时的速度(1分) 粒子在磁场中的运动轨迹如右图所示(1分) 由几何关系得,(1分)解得,(1分)
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考点分析:
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如下图甲所示,在以O为坐标原点的xOy平面内,存在着范围足够大的电场和磁场。一个带正电小球在0时刻以v0=3gt0的初速度从O点沿+x方向(水平向右)射入该空间,在t0时刻该空间同时加上如下图乙所示的电场和磁场,其中电场沿+y方向(竖直向上),场强大小6ec8aac122bd4f6e,磁场垂直于xOy平面向外,磁感应强度大小6ec8aac122bd4f6e。已知小球的质量为m,带电量为q,时间单位t0,当地重力加速度g,空气阻力不计。试求:

1.12t0末小球速度的大小。

2.在给定的xOy坐标系中,大体画出小球在0到24t0内运动轨迹的示意图。

3.30t0内小球距x轴的最大距离。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

 

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如图,平行金属板倾斜放置,AB长度为L,金属板与水平方向的夹角为θ,一电荷量为-q、质量为m的带电小球以水平速度v0进入电场,且做直线运动,到达B点。离开电场后,进入如下图所示的电磁场(图中电场没有画出)区域做匀速圆周运动,并竖直向下穿出电磁场,磁感应强度为B。试求:

1.带电小球进入电磁场区域时的速度v。

2.带电小球在电磁场区域做匀速圆周运动的时间。

3.重力在电磁场区域对小球所做的功。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如下图,在xOy坐标系的第一象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B,E的大小为1.0×103V/m,方向未知,B的大小为1.0T,方向垂直纸面向里;第二象限的某个圆形区域内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场B′。一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒以某一速度v沿与x轴负方向60°角从A点沿直线进入第一象限运动,经B点即进入处于第二象限内的磁场B′区域,一段时间后,微粒经过x轴上的C点并与x轴负方向成60°角的方向飞出。已知A点的坐标为(10,0),C点的坐标为(-30,0),不计粒子重力,g取10m/s2

1.请分析判断匀强电场E的方向并求出微粒的运动速度v;

2.匀强磁场B′的大小为多大?

3.B′磁场区域的最小面积为多少?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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中国电磁炮研制方面与欧美西方国家在同一起跑线上,限于技术和人才原因中国电磁炮研制会稍比西方国家慢几年,但在某些技术上将会比美国电磁炮更精进。电磁炮是利用磁场对电流的作用力把电能转化为机械能,使炮弹发射出去的。如下图所示,把两根长为s,互相平行的铜制轨道放在磁场中,轨道之间放有质量为m的炮弹,炮弹架在长为L、质量为M的金属架上,已知金属架与炮弹在运动过程中所受的总阻力与速度平方成正比,当有恒定的大电流I1通过轨道和炮弹时,炮弹与金属架在磁场力的作用下,获得速度v1时加速度为a,当有恒定的大电流I2通过轨道和炮弹时,炮弹最终以最大速度v2脱离金属架并离开轨道,则垂直于轨道平面的磁感强度为多少?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如右图所示,一束粒子(不计重力,初速度可忽略)缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I,再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域Ⅱ,其中磁场的方向如图所示,收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上。则                                                                  (     )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.该装置可筛选出具有特定质量的粒子

B.该装置可筛选出具有特定电量的粒子

C.该装置可筛选出具有特定速度的粒子

D.该装置可筛选出具有特定动能的粒子

 

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