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如图所示,三块挡板围成截面边长L=1.2m的等边三角形区域,C、P、Q分别是MN...

如图所示,三块挡板围成截面边长L1.2m的等边三角形区域,C、P、Q分别是MNAMAN中点处的小孔,三个小孔处于同一竖直面内,MN水平,MN上方是竖直向下的匀强电场,场强E=4×10-4N /C.三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B1AMN以外区域有垂直纸面向外, 磁感应强度大小为B23B1的匀强磁场.现将一比荷q/m=108C/kg的帯正电的粒子,从O点由静止释放,粒子从MN小孔C进入内部匀强磁场,经内部磁场偏转后直接垂直AN经过Q点进入外部磁场.已知粒子最终回到了O点,OC相距2m.设粒子与挡板碰撞过程中没有动能损失,且电荷量不变,不计粒子重力,不计挡板厚度,取π3.求:

1)磁感应强度B1的大小;

2)粒子从O点出发,到再次回到O点经历的时间;

3)若仅改变B2的大小,当B2满足什么条件时,粒子可以垂直于MA经孔P回到O点(若粒子经过A点立即被吸收).

 

(1)(2)(3) 【解析】 (1)粒子从O到C即为在电场中加速,则由动能定理得: 解得v=400 m/s 带电粒子在磁场中运动轨迹如图所示. 由几何关系可知 由 代入数据得 (2)由题可知B2=3B1=2×10-5T 则 由运动轨迹可知:进入电场阶段做匀加速运动,则 得到t1=0.01s 粒子在磁场B1中的周期为 则在磁场B1中的运动时间为 在磁场B2中的运动周期为 在磁场B2中的运动时间为 则粒子在复合场中总时间为: (3)设挡板外磁场变为,粒子在磁场中的轨迹半径为r,则有 根据已知条件分析知,粒子可以垂直于MA经孔P回到O点,需满足条件,其中k=0、1、2、3…… 解得  
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如图所示,在直角坐标系xOyx0空间内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场(其他区域无磁场),磁感应强度为Bx0空间内充满方向水平向右的匀强电场(其他区域无电场),电场强度为E,在y轴上关于O点对称的CD两点间距为L。带电粒子P(不计重力)从C点以速率v沿x轴正方向射入磁场,并能从D点射出磁场;与粒子P不相同的粒子QC点以不同的速度v同时沿纸面平行x轴射入磁场,并恰好从D点第一次穿过y轴进入电场,且粒子PQ同时过D点,则下列说法正确的是(  

A.粒子P带正电

B.在粒子QC点运动到D点的过程中,粒子P在磁场中运动的时间一定为

C.在粒子QC点运动到D点的过程中,粒子P在磁场中运动的路程可能为

D.粒子PQ的比荷之比可能为2

 

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如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,在第一、四象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等. 在该平面有一个质量为、带正电的粒子(不计重力)以垂直于轴的初速度,从轴上的点进入匀强电场,恰好与轴成角射出电场,再经过一段时间恰好垂直于轴进入下面的磁场. 已知之间的距离为,则(  

A.磁感应强度

B.电场强度

C.自进入磁场至在磁场中第二次经过轴所用时间为

D.自进入磁场至在磁场中第二次经过轴所用时间为

 

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如图所示,一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中,电场强度大小为E=,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电小圆环套在杆上,环与杆间的动摩擦因数为μo现使圆环以初速度vo向下运动,经时间to,圆环回到出发点.若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动,不计空气阻力,重力加速度为g.则下列说法中正确的是(   )

A.环经过时间刚好到达最低点

B.环的最大加速度为am=g+

C.环在t0时间内损失的机械能为m(v02-)

D.环下降过程和上升过程系统因摩擦产生的内能相等

 

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如图所示,竖直放置的两平行金属板,长为L,板间距离为d,接在电压为U的直流电源上,在两板间加一磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m,电荷量为q的带正电油滴,从距金属板上端高为h处由静止开始自由下落,并经两板上端连线的中点P进入板间。油滴在P点所受的电场力与洛伦兹力大小恰好相等,且最后恰好从金属板的下边缘离开。空气阻力不计,重力加速度为g,则下列说法正确的是(  

A.油滴刚进入两板间时的加速度大小为g

B.油滴开始下落的高度h

C.油滴从左侧金属板的下边缘离开

D.油滴离开时的速度大小为

 

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地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场,已知磁场方向垂直于纸面向里.一个带电油滴沿着一条与竖直方向成角的直线MN运动.由此可以判断()

A.如果油滴带正电,它是从M点运动到N

B.如果油滴带正电,它是从N点运动到M

C.如果水平电场方向向右,油滴是从M点运动到N

D.如果水平电场方向向右,油滴是从N点运动到M

 

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