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如图甲所示,一个质量为m,电荷量为+q的微粒(不计重力),初速度为零,经两金属板...

如图甲所示,一个质量为m,电荷量为+q的微粒(不计重力),初速度为零,经两金属板间电场加速后,沿y轴射入一个边界为矩形的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.磁场的四条边界分别是y=0,y=a,x=-1.5a,x=1.5a.两金属板间电压随时间均匀增加,如图乙所示.由于两金属板间距很小,微粒在电场中运动时间极短,可认为微粒在加速运动过程中电场恒定.
(1)求微粒分别从磁场上、下边界射出时对应的电压范围;
(2)微粒从磁场左侧边界射出时,求微粒的射出速度相对其进入磁场时初速度偏转角度的范围,并确定在左边界上出射范围的宽度d.

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(1)作出从上边界和下边界离开磁场的轨迹的临界情况,通过几何关系求出临界的半径,从而求出临界的速度,根据电场力做功求出电压的范围. (2)作出从左侧边界离开磁场轨迹的临界情况,结合几何关系求出在左边界上出射范围的宽度d. 【解析】 (1)当微粒运动轨迹与上边界相切时,由图a中几何关系可知,R1=a. 微粒做圆周运动. 微粒在电场中加速. 由以上各式可得. 所以微粒从上边界射出的电压范围为. 当微粒由磁场区域左下角射出时,由图b中几何关系可知, R2=0.75a. 微粒做圆周运动 微粒在电场中加速 由以上各式可得. 所以微粒从下边界射出的电压范围为. (2)当微粒运动轨迹与上边界相切时 ,∠AO1C=30°. 由图中几何关系可知此时速度方向偏转了120°,微粒由左下角射出磁场时,速度方向偏转了180°,所以微粒的速度偏转角度范围的宽度为120°~180°. 左边界出射范围. 答:(1)微粒分别从磁场上、下边界射出时对应的电压范围分别为、. (2)在左边界上出射范围的宽度.
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考点分析:
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如图所示,在xOy坐标的第一象限内分布有垂直xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=2.5×10-2T.在第二象限紧贴y轴和x轴放置一对平行金属板MN(中心轴线垂直y轴),极板间距d=0.4m,极板与左侧电路相连接,通过移动滑动头P可以改变极板MN间的电压.a、b为滑动变阻器的最下端和最上端(滑动变阻器的阻值分布均匀),a、b两端所加电压manfen5.com 满分网.在MN中心轴线上距y轴距离为L=0.4m处,有一粒子源S沿x轴正方向连续射出比荷为manfen5.com 满分网、速度为manfen5.com 满分网的带正电的粒子,粒子经过y轴进入磁场,经过磁场偏转后从x轴射出磁场.(忽略粒子的重力和粒子之间的相互作用)
(1)当滑动头P在a端时,求粒子在磁场中做圆周运动的半径R
(2)滑动头P的位置不同则粒子在磁场中运动的时间也不同,求粒子在磁场中运动的最长时间.

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(1)匀强电场场强E的大小;
(2)粒子从电场射出时速度ν的大小;
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R.

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(1)粒子在磁场中运动的半径,画出带电粒子运动的轨迹.
(2)从粒子射入电场开始,求粒子经过x轴时间的可能值.
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如图a所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,现将一重力不计、比荷manfen5.com 满分网=106C/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过manfen5.com 满分网×10-5s后,电荷以v=1.5×l04m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化(图b中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻).求:
(1)匀强电场的电场强度E
(2)图b中t=manfen5.com 满分网×10-5s时刻电荷与O点的水平距离
(3)如果在O点右方d=68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间.(sin37°=0.60,cos37°=0.80)
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如图所示,以y轴为边界,右边是水平向左的匀强电场,左边是正交的匀强电场和匀强磁场.已知E1=E2=1.0×104N/C,B=manfen5.com 满分网×104T.坐标为(0.1,0.1)的A点处有一个质量为m=1.0g、带电荷量为q=1.0×10-6C的小颗粒,现在由静止释放,求它第1次和第2次经过y轴时的位置坐标.(g=10m/s2
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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