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158250. (2024•西安中学•高二上二月) 德优题库如图所示,半径为L的圆边界内存在垂直纸面向里的匀强磁场,ab、cd是圆边界的两个互相垂直的直径,边长为L的正方形defg内存在匀强电场,边长de与直径cd共线,电场与磁场垂直、与gd平行,质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)从a点正对圆心O以初速度v0垂直射入磁场,从d点射出磁场立即进入电场,最后恰好从f点射出电场,打在f点右侧距离L处的竖直挡板上,求:
(1)匀强磁场磁感应强度大小B和匀强电场电场强度大小E;
(2)粒子运动到f点时的速度;
(3)粒子从a点进入到打到竖直挡板上的运动总时间。
共享时间:2024-12-12 难度:5
[考点]
牛顿第二定律与向心力结合解决问题,动能定理的简单应用,带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题,带电粒子在弧形或圆形边界磁场中的运动,
[答案]
(1)匀强磁场磁感应强度大小B为,匀强电场电场强度大小E为
(2)粒子运动到f点时的速度为,与水平方向夹角正切值为
(3)粒子从a点进入到打到竖直挡板上的运动总为
[解析]
解:(1)在磁场中粒子做匀速圆周运动,从a点射入,从d点射出,其圆心O1如图所示,

由几何关系可得运动半径:r=L
洛伦兹力充当向心力:
解得:
在电场中沿着de方向以速度v0做匀速直线运动:L=v0t2
沿着电场力方向做初速度为0的匀加速直线运动:
解得:E=
(2)从d点运动到f点过程,由动能定理:
代入数据可得:
根据推论,f点速度反向延长交de中点,可知f点速度方向与水平方向夹角为θ,且有:
(3)在磁场中做匀速圆周运动的周期:
粒子在磁场中运动的时间:
在电场中运动时间为:
离开电场后粒子做匀速直线运动,水平分速度为vx,由:
代入数据可得:vx=2v0
所以:
那么总时间:t=t1+t2+t3
代入数据得:t=
答:(1)匀强磁场磁感应强度大小B为,匀强电场电场强度大小E为
(2)粒子运动到f点时的速度为,与水平方向夹角正切值为
(3)粒子从a点进入到打到竖直挡板上的运动总为
[点评]
本题考查了"牛顿第二定律与向心力结合解决问题,动能定理的简单应用,带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题,带电粒子在弧形或圆形边界磁场中的运动,",属于"压轴题",熟悉题型是解题的关键。
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182075. (2020•西安一中•高二上期中) 德优题库一质量为m1=1kg、带电荷量为q=+0.5C的小球以速度v0=3m/s,沿两正对带电平行金属板(板间电场可看成匀强电场)左侧某位置水平向右飞入,极板长0.6m,两极板间距为0.5m,不计空气阻力,小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC,圆弧轨道ABC的形状为半径R<3m的圆截去了左上角127°的圆弧,CB为其竖直直径,在过A点竖直线OO′的右边界空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度为E=10V/m。(取g=10m/s2)求:
(1)求两极板间的电势差大小U;
(2)欲使小球在圆弧轨道运动时不脱离圆弧轨道,求半径R的取值应满足的条件(结果可用分式表示)。
共享时间:2020-11-23 难度:2 相似度:1.4
162044. (2024•师大附中•高二上期中) 如图甲所示,电子枪连续不断均匀地发出电子(设电子的初速度为零),经加速电压为U1的加速电场加速后由小孔穿出,沿两个距离为d的水平金属板A、B间的中线射入偏转电场,A、B两板间加如图乙所示的周期性变化的电压UAB,电压变化周期为T,正半周UAB为U0,负半周UAB为﹣3U0。已知电子质量为m、电荷量为﹣e,A、B极板长为,所有电子都能离开偏转电场,不计电子的重力及电子间的相互作用力。求:
(1)电子经过偏转电场的时间t;
(2)从t=0时刻射入偏转电场的电子在进、出偏转电场过程中电势能的变化量ΔEp
(3)在足够长的时间内从中线下方离开偏转电场的电子数占电子总数的比例η。
共享时间:2024-11-13 难度:2 相似度:1.4
162135. (2024•莲湖区•高二上期中) 德优题库如图所示,竖直放置的半圆形绝缘光滑轨道半径R=40cm,下端与绝缘粗糙的水平面平滑连接,小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,AB间距离S=1.2m。整个装置处于方向竖直向下,大小为E=103V/m的匀强电场中,一质量为m=10g、带电量为q=+10-4C的小物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好能通过最高点C,取g=10m/s2,试求:
(1)小物块从C点抛出后落地点与B点间的水平距离;
(2)v0的大小和过B点时轨道对小物块的支持力大小;
共享时间:2024-11-18 难度:2 相似度:1.4
162635. (2022•长安区一中•高二上期中) 在如图甲所示的平面坐标系内,有三个不同的静电场:第一象限内有电荷量为Q的点电荷在O点产生的电场E1,第二象限内有水平向右的匀强电场E2,第四象限内有方向水平、大小按图乙变化的电场E3,E3以水平向右为正方向,变化周期T=.一质量为m,电荷量为+q的离子从(﹣x0,x0)点由静止释放,进入第一象限后恰能绕O点做圆周运动。以离子经过x轴时为计时起点,已知静电力常量为k,不计离子重力。求:

(1)离子刚进入第四象限时的速度;
(2)E2的大小;
(3)当t=时,离子的速度;
(4)当t=nT时,离子的坐标。
 
共享时间:2022-11-16 难度:2 相似度:1.4
182587. (2020•西安中学•高二上期末) 德优题库一束电子流(电子质量为m,电量绝对值为q,初速度可忽略)经电压为U的加速电场加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,两板间距为d,板长为l,电子恰好能从平行板下边缘飞出,如图所示。不考虑电子的重力,求:
(1)电子进入偏转电场的速度大小;
(2)两极板间所加的偏转电压。
共享时间:2020-02-09 难度:2 相似度:1.4
162944. (2021•西安一中•高二上期中) 德优题库如图所示,一个电子由静止开始经加速电场加速后,又沿偏转电场极板间的中心轴线从O点垂直射入偏转电场,并从另一侧射出打到荧光屏上的P点,O'点为荧光屏的中心。已知电子质量m,电荷量e,加速电场电压U0,偏转电场电压U,极板的长度L1,板间距离d,极板的末端到荧光屏的距离L2(忽略电子所受重力)。求:

(1)电子射入偏转电场时的初速度v0
(2)电子经过偏转电场过程中电场力对它所做的功W。
(3)电子从进入偏转场到打在荧光屏P的运动时间t。
共享时间:2021-11-30 难度:2 相似度:1.4
159323. (2023•西安八十三中•高二上一月) 德优题库电子经过电场加速后射入偏转电场。已知加速电场两极板间电压为U1,偏转电场两极板间电压为U2,极板长为L,相距为d,电子质量为m,电荷量为e,(重力不计)。求:
(1)电子离开加速电场时速度大小v0
(2)电子离开偏转电场时竖直方向的位移大小y。
共享时间:2023-10-29 难度:2 相似度:1.4
158807. (2023•西安中学•高二上一月) 德优题库如图为示波器的原理示意图,质量为m、带电量为+q的粒子从加速电压为U0的电场正极板O点由静止释放,并沿中央轴线OO′进入到偏转电场中,最后打到荧光屏PP′上。已知偏转电场两板间距为d、板长为L,偏转电场右端到荧光屏的距离也为L,不计带电粒子的重力,求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度v0
(2)若粒子恰能从下极板的边缘离开偏转电场时,两板间的电势差U;
(3)带电粒子打到荧光屏上偏离中心的最大距离Y。
共享时间:2023-10-22 难度:2 相似度:1.4
182359. (2020•西安八十三中•高二上期中) 德优题库如图所示,两个带等量异种电荷、竖直放置的、电容为C、间距为d的平行金属板,两板之间的电场可视为匀强电场.此外两板之间还存在一种物质,使小球受到一个大小为F=kv(k为常数,v为小球速率)方向总是沿背离圆心的力.一个质量为m,带电量为-q的小球,用长为L(L<d)的不可伸长细线悬挂于O点,将小球拉至水平位置M,由静止释放,当小球向下摆过60°到达N点时,速度恰为零.(细线始终处于伸直状态)则:
(1)左极板带电量Q是多少?
(2)小球到达N点时的加速度大小是多少?
(3)小球的最大速度是多少?此时细线上的拉力是多少?
共享时间:2020-11-15 难度:2 相似度:1.4
182017. (2022•高新五中•高一下期中) 德优题库如图所示,质量m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径均为60m,如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N,则:
(1)汽车允许的最大速率是多少?
(2)若以所求速度行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?
共享时间:2022-05-28 难度:1 相似度:1.2
162634. (2022•长安区一中•高二上期中) 德优题库如图所示,有一柔软链条全长为L=1.0m,质量均匀分布,总质量为M=2.0kg.链条均匀带正电,总带电量Q=1.0×10-6C、将链条放在离地足够高的水平绝缘桌面上.空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度的大小E=2.0×107V/m.若桌面与链条之间的动摩擦因数为μ=0.5,链条在桌面上运动时电量保持不变(重力加速度取g=10m/s2).给链条一个向右的初动能,试求:
(1)当桌面下的链条多长时,桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力;
(2)能使链条从桌面上全部滑下所需的最小初动能.
共享时间:2022-11-16 难度:1 相似度:1.2
162713. (2023•铁一中学•高一下期中) 德优题库冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意图如图所示。比赛时,运动员脚蹬起蹬器,身体成跪式手推冰壶从本垒圆心O向前滑行,至前卫线时放开冰壶使其沿直线OO′滑向营垒圆心O′,为使冰壶能在冰面上滑的更远,运动员可用毛刷刷冰面以减小冰壶与冰面间的动摩擦因数。已知O点到前卫线的距离d=4m,O、O′之间的距离L=30.0m,冰壶的质量为20kg,冰壶与冰面间的动摩擦因数μ1=0.008,用毛刷刷过冰面后动摩擦因数减小到μ2=0.004,营垒的半径R=1m,g取10m/s2
(1)若不刷冰面,要使冰壶恰好滑到O′点,运动员对冰壶的推力多大?
(2)若运动员对冰壶的推力为10N,要使冰壶滑到营垒内,用毛刷刷冰面的距离是多少?
共享时间:2023-05-10 难度:1 相似度:1.2
163134. (2021•长安区一中•高二上期中) 德优题库如图所示,在离地高度为H的水平桌面上,一个质量为m的物体被人斜向上抛出,它到达地面时的速度大小为v,不计空气阻力,求:
(1)物体运动至水平桌面下h处的A点时,所具有的动能是多大;
(2)人对该物体做的功是多少?
共享时间:2021-11-12 难度:1 相似度:1.2
163156. (2021•长安区一中•高二上期中) 如图所示,两平行金属板A、B长L=8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电势高300V,一不计重力的带正电的粒子电荷量q=10﹣10C,质量m=10﹣20kg,沿电场中心线RD垂直电场线飞入电场,初速度v0=2×106m/s,粒子飞出平行板电场后可进入界面MN、PS间的无电场区域。已知两界面MN、PS相距为12cm,D是中心线RD与界面PS的交点。
(1)粒子穿过MN时偏离中心线RD的距离以及速度大小?
(2)粒子到达PS界面时离D点的距离为多少?
(3)设O为RD延长线上的某一点,我们可以在O点固定一负点电荷,使粒子恰好可以绕O点做匀速圆周运动,求在O点固定的负点电荷的电量为多少?(静电力常数k=9.0×109N•m2/C2,保留两位有效数字)
(4)在(3)中粒子的完整运动轨迹如何?最终到达点的位置。
共享时间:2021-11-26 难度:1 相似度:1.2
162187. (2024•西安八十五中•高二上期中) 如图所示,两条相距2L的竖直平行直线AB和CD间的区域里有两个场强大小不等、方向相反的有界匀强电场,其中水平直线MN下方的匀强电场方向竖直向上,MN上方的匀强电场方向竖直向下。在电场左边界AB上宽为L的MQ区域内连续分布着质量为m、电荷量为+q的不计重力的粒子,从某时刻起由M到Q间的带电粒子依次以相同的初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场。已知从Q点射入的粒子通过MN上的P点进入上方匀强电场,后从CD边上的F点水平射出,且F点到N点的距离为。求:
(1)不同位置射入的粒子在电场中飞行的时间t;
(2)MN下方匀强电场的电场强度大小E1
(3)能沿水平方向射出CD的粒子在MQ的射入位置。
共享时间:2024-11-17 难度:1 相似度:1.2

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2024-12-12

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