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如图,与水平面成45°角的平面MN将空间分成I和II两个区域.一质量为m、电荷量...

manfen5.com 满分网如图,与水平面成45°角的平面MN将空间分成I和II两个区域.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v从平面MN上的P点水平右射入I区.粒子在I区运动时,只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为E;在II区运动时,只受到匀强磁场的作用,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.求粒子首次从II区离开时到出发点P的距离.粒子的重力可以忽略.
在分离电磁场中粒子先做类平抛运动,后做匀速圆周运动,两运动的衔接条件为速度大小和速度方向.求粒子首次从II区离开时到出发点P的距离必须知道在电场中的平抛位移和在磁场中运动的弦长,根据电场力方向和左手定则正粒子都向N侧运动,所以d=电场位移S+磁场圆的弦L. 【解析】 正粒子垂直电场进入做类平抛运动,初末位置在45°角的平面MN上,说明位移方向角是45°, 根据分解公式得x=vt①②③④⑤⑥ 速度与水平方向的夹角θ:tanθ=2tan45°=2⑦ 连立①②③④⑤⑥化简得    ⑧ 进入磁场时与边界MN的夹角为θ-45°做匀速圆周运动, 根据牛顿第二定律得⑨ 作出原轨迹,则弦长和半径满足关系 ⑩ 连立⑨⑩得       所以粒子首次从II区离开时到出发点P的距离为
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考点分析:
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扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆.其简化模型如图Ⅰ、Ⅱ两处的条形均强磁场区边界竖直,相距为L,磁场方向相反且垂直纸面.一质量为m、电量为-q、重力不计的粒子,从靠近平行板电容器MN板处由静止释放,极板间电压为U,粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区,射入时速度与水平和方向夹角θ=30°.
(1)当Ⅰ区宽度L1=L、磁感应强度大小B1=B时,粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30°,求B及粒子在Ⅰ区运动的时间t
(2)若Ⅱ区宽度L2=L1=L磁感应强度大小B2=B1=B,求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差h;
(3)若L2=L1=L、B1=B,为使粒子能返回Ⅰ区,求B2应满足的条件;
(4)若B1≠B2、L1≠L2,且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出.为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从Ⅰ区左边界射入的方向总相同,求B1、B2、L1、L2、之间应满足的关系式.

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如图所示,在以坐标原点O为圆心,半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里.一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射人,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t时间从P点射出.
(1)电场强度的大小和方向.
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射人,经manfen5.com 满分网时间恰从半圆形区域的边界射出,求粒子运动加速度大小
(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入但速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间.

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(1)实验室里可以用图(1)所示的小罗盘估测条形磁铁磁场的磁感应强度.方法如图(2)所示,调整罗盘,使小磁针静止时N极指向罗盘上的零刻度(即正北方向),将条形磁铁放在罗盘附近,使罗盘所在处条形磁铁的方向处于东西方向上,此时罗盘上的小磁针将转过一定角度.若已知地磁场的水平分量Bx,为计算罗盘所在处条形磁铁磁场的磁感应强度B,则只需知道______,磁感应强度的表达式为B=______
(2)如图(3)所示,蹄形磁铁水平放置,在磁场中有一水平光滑导轨通过接线柱P、Q与导线相连,导轨上面搁有一导体细棒AB.导线将AB棒、电源、变阻器、电键等构成电路.闭合电键,可观察到导体棒AB向______运动(填“左”或“右”),此现象表明通电导线在磁场中______
(3)如图(4)所示,质量是m=10g的铜导线ab放在光滑的宽度为0.5m的金属滑轨上,滑轨平面与水平面倾角为30°,ab静止时通过电流为10A,要使ab静止,磁感强度至少等于______,方向为______.(取g=10m/s2
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A.粒子带正电
B.射出粒子的最大速度为manfen5.com 满分网
C.保持d和L不变,增大B,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大
D.保持d和B不变,增大L,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大
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manfen5.com 满分网如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,不计重力.在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ,沿曲线abcd运动,ab、bc、cd都是半径为R的圆弧.粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定由纸面垂直向外的磁感应强度为正,则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是图中的( )
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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