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如图甲所示,有一磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OP与水平方...

如图甲所示,有一磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OP与水平方向夹角为θ=45°,紧靠磁场右上边界放置长为L、间距为d的平行金属板MN,磁场边界上的O点与N板在同一水平面上,O1O2为电场左右边界中点.在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向).某时刻从O点竖直向上以不同初速度同时发射两个相同的质量为m、电量为+q的粒子ab.结果粒子a恰从O1点水平进入板间电场运动,由电场中的O2点射出;粒子b恰好从M板左端边缘水平进入电场.不计粒子重力和粒子间相互作用,电场周期T未知.求:

1)粒子ab从磁场边界射出时的速度vavb

2)粒子aO点进入磁场到O2点射出电场运动的总时间t

3)如果金属板间交变电场的周期,粒子b从图乙中t=0时刻进入电场,求要使粒子b能够穿出板间电场时E0满足的条件.

 

(1);(2)(3) 【解析】 (1)如图所示,粒子a、b在磁场中均速转过90°,平行于金属板进入电场. 由几何关系可得:,rb=d ① 由牛顿第二定律可得 ② ③ 解得: , (2)粒子a在磁场中运动轨迹如图   在磁场中运动周期为: ④ 在磁场中运动时间: ⑤ 粒子在电磁场边界之间运动时,水平方向做匀速直线运动,所用时间为 ⑥ 由④⑤⑥则全程所用时间为: (3)粒子在磁场中运动的时间相同,a、b同时离开Ⅰ磁场,a比b进入电场落后时间 ⑦ 故粒子b在t=0时刻进入电场. 由于粒子a在电场中从O2射出,在电场中竖直方向位移为0,故a在板间运动的时间ta是周期的整数倍,由于vb=2va,b在电场中运动的时间是,可见b在电场中运动的时间是半个周期的整数倍即 ⑧ ⑨ 粒子b在内竖直方向的位移为 ⑩ 粒子在电场中的加速度 由题知 粒子b能穿出板间电场应满足ny≤d 解得
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考点分析:
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一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场,其在xOy平面内的截面如图所示:中间是磁场区域,其边界与y轴垂直,宽度为l,磁感应强度的大小为B,方向垂直于xOy平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为l´,电场强度的大小均为E,方向均沿x轴正方向;MN为条状区域边界上的两点,它们的连线与y轴平行,一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出,不计重力.

1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹;

2)求该粒子从M点入射时速度的大小;

3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为,求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间.

 

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如图,在xOy平面第一象限内有平行于y轴的匀强电场和垂直于xOy平面的匀强磁场.一质量为m、带电量为+q的小球从y轴上离坐标原点距离为L的A点处,以沿x正向的初速度v0进入第一象限,小球恰好做匀速圆周运动,并从x轴上距坐标原点L/2的C点离开磁场.求:

(1)匀强电场电场强度E的大小和方向;

(2)磁感应强度B的大小和方向;

(3)如果撤去磁场,并且将电场反向,带电小球仍以相同的初速度从A点进入第一象限,求带电小球到达x轴时的坐标.

 

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如图所示,质量为m,带电量为+q的液滴,以速度v沿与水平成450角斜向上进入正交的足够大匀强电场和匀强磁场叠加区域,电场强度方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,液滴在场区做直线运动.重力加速度为g,试求:

1)电场强度E和磁感应强度B各多大?

2)当液滴运动到某一点A时,电场方向突然变为竖直向上,大小不改变,不考虑因电场变化而产生的磁场的影响,此时液滴加速度多少?

3)在满足(2)的前提下,粒子从A点到达与A点子啊同一水平线上的B点(图中未画出)所用的时间.

 

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图甲是洛伦兹力演示仪。图乙是演示仪结构图,玻璃泡内充有稀薄的气体,由电子枪发射电子束,在电子束通过时能够显示电子的径迹。图丙是励磁线圈的原理图,两线圈之间产生近似匀强磁场,线圈中电流越大磁场越强,磁场的方向与两个线圈中心的连线平行。电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节。若电子枪垂直磁场方向发射电子,给励磁线圈通电后,能看到电子束的径迹呈圆形。关于电子束的轨道半径下列说法正确的是 

A. 只增大电子枪的加速电压,轨道半径不变

B. 只增大电子枪的加速电压,轨道半径变小

C. 只增大励磁线圈中的电流,轨道半径不变

D. 只增大励磁线圈中的电流,轨道半径变小

 

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如图所示,一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动,其轨道半径为R。已知电场的电场强度为E,方向竖直向下;磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,不计空气阻力,设重力加速度为g,则(  )

A. 液滴带正电

B. 液滴的比荷为

C. 液滴顺时针运动

D. 液滴运动的速度大小

 

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