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159145. (2023•高新一中•高二上一月) 德优题库如图所示,在坐标系xOy中,第一象限内充满着两个匀强磁场a和b,OP为分界线,在磁场a中,磁感应强度为2B,方向垂直于纸面向里,在磁场b中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,P点坐标为(4l,3l)。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点沿y轴负方向射入磁场b,经过一段时间后,粒子恰能经过原点O,不计粒子重力。求:
(1)粒子从P点运动到O点的最短时间是多少?
(2)粒子运动的速度可能是多少?
共享时间:2023-10-14 难度:1
[考点]
带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,
[答案]
见试题解答内容
[解析]
解:(1)设粒子的入射速度为v,用R1,R2,T1,T2分别表示粒子在磁场I区和II区中运动的轨道半径和周期.
由牛顿第二定律得:qvB=m,qv2B=m
周期分别为:T1,T2
粒子先在磁场I区中做顺时针的圆周运动,后在磁场II区中做逆时针的圆周运动,
然后从O点射出,这样粒子从P点运动到O点所用的时间最短.
粒子运动轨迹如图所示.tanα=,解得:α=37°,α+β=90°
粒子在磁场I区和II区中的运动时间分别为:t1T1,t2T2
粒子从P点运动到O点的时间至少为t=n(t1+t2 ) (n=1,2,3,…)
由以上各式解得:t=n  (n=1、2,3,…),
粒子从P点运动到O点的时间最少是:
(2)粒子的速度大小满足一定条件时,粒子先在磁场I区中运动,后在磁场II区中运动,
然后又重复前面的运动,直到经过原点O.这样粒子经过n个周期性的运动到过O点,
每个周期的运动情况相同,粒子在一个周期内的位移为:
S=(n=1、2,3,…),
粒子每次在磁场I区中运动的位移为:S1S=S,
由图中几何关系可知:=cosα
由以上各式解得粒子的速度大小为:v=(n=1、2,3,…)
答:(1)粒子从P点运动到O点的最短时间为:
(2)粒子的速度大小是:(n=1、2,3,…).

[点评]
本题考查了"带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,",属于"常考题",熟悉题型是解题的关键。
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161925. (2022•长安区一中•高二上期末) 德优题库如图所示,光滑绝缘的半圆形圆弧轨道ACD,固定在竖直面内,轨道处在垂直于轨道平面向里的匀强磁场中,半圆弧的直径AD水平,因弧的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,在A端由静止释放一个带正电荷质量为m的金属小球甲,结果小球甲连续两次通过轨道最低点C时,对轨道的压力差为ΔF,小球运动过程始终不脱离轨道,重力加速度为g。求:
(1)小球甲经过轨道最低点C时的速度大小;
(2)小球甲所带的电量;
(3)若在圆弧轨道的最低点C放一个与小球甲完全相同的不带电的金属小球乙,让小球甲仍由轨道的A端由静止释放,则甲球与乙球发生弹性碰撞后的一瞬间,乙球对轨道的压力。(不计两球间静电力的作用)
共享时间:2022-02-27 难度:1 相似度:2
161707. (2023•西安八十九中•高一上期末) 如图所示在第一象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场,在该平面有一个质量为m带电量为+q的粒子从y轴上的A点以大小为的初速度、与y轴正向成角在纸面内斜向上射入第一象限。经过偏转后从P点(图中未画出)垂直于x轴射出第一象限。已知OA之间的距离为d,不计粒子重力。求:
(1)磁感应强度B;
(2)粒子在磁场中运动的时间t。
共享时间:2023-03-01 难度:1 相似度:2
161319. (2023•师大附中•高二上期末) 德优题库以A为原点建立如图所示的平面直角坐标系,AB=4L,BC=3L,在ABCD内(含边界)有垂直于平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B0。若在A点沿+x方向射入质量为m,电荷量为+q的粒子1,该粒子恰好能经过CD中点。
(1)求粒子1入射的速度v0
(2)若当粒子1距离BC最近时,与静止的质量为M的不带电粒子2发生弹性正碰,已知碰撞时两粒子发生电荷转移,且碰撞后电荷量与质量成正比,若发生碰撞后粒子1恰好不离开磁场(不考虑与粒子2再次碰撞的情况),试求碰撞后粒子1的速度大小v1;(忽略粒子本身的重力和粒子间的库仑力)
(3)在(2)条件下,求粒子2与粒子1的质量之比
M
m
共享时间:2023-02-18 难度:3 相似度:1.33
161873. (2022•长安区一中•高二下期末) 德优题库如图所示,竖直平面(纸面)内的直角坐标系xOy的第Ⅰ象限和第Ⅳ象限内存在沿y轴方向(竖直方向)的匀强电场,第Ⅰ象限和第Ⅳ象限内匀强电场的电场强度大小相等、方向相反,第Ⅳ象限内还存在与匀强电场正交的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小B=5T、方向垂直xOy平面向里。一质量m=1×10-3kg、电荷量q=2×10-3C的带正电小球(视为质点),从y轴上的A点沿x轴正方向水平射入第Ⅰ象限,经x轴上的M点进入第Ⅳ象限后做匀速圆周运动,并从x轴上到M点距离L=2m的N点(图中未画出)第一次离开第Ⅳ象限,小球通过M点时的速度方向与x轴正方向的夹角θ=45°。取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力,不考虑小球通过N点后的运动。
(1)判断第Ⅰ象限和第Ⅳ象限内匀强电场的电场强度方向.并求出电场强度的大小E;
(2)求小球从A点射入第Ⅰ象限时的速度大小v0
(3)求A点到原点的距离yA以及M点到原点的距离xM
共享时间:2022-07-14 难度:3 相似度:1.33
162462. (2023•高新一中•高二上期中) 如图所示,在直角边长为L的等腰直角三角形ABC内有垂直于三角形平面向里的匀强磁场,∠B=90°。在顶点A有一粒子源,可以在垂直磁场的平面内,在AC和AB之间向各个方向均匀射入质量为m、电荷量为q、速度大小均为v0的带正电的粒子,结果有的粒子从AC边射出,不计粒子的重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)粒子在磁场中运动的最长时间及BC边有粒子射出的区域长度。
共享时间:2023-11-11 难度:3 相似度:1.33
162002. (2021•长安区一中•高二上期末) 德优题库如图所示,两平行带电金属板M、N长度及间距均为2R,在两板间半径为R的圆形区域内有磁感应强度方向垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场,两板及左右侧边缘连线均与磁场边界恰好相切。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子沿两板间中心线O1O2,从左侧O1点以初速度v0射入,沿直线通过圆形磁场区域,从右侧O2点射出,不计粒子重力。求:
(1)M、N板的带电性质及两板间电压U;
(2)若两极板不带电,保持磁场不变,粒子仍沿中心线O1O2从左侧O1点射入,欲使粒子能从两板间射出,则射入的初速度应满足的条件。
共享时间:2021-02-12 难度:3 相似度:1.33
159869. (2021•长安区一中•高二上二月) 德优题库如图甲所示,M、N为竖直放置彼此平行的两块平板,板间距离为d,两板中央各有一个小孔OO′正对,在两板间有垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示.有一群正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场.已知正离子质量为m,带电荷量为q,正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0,不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响,不计离子所受重力.求:
(1)磁感应强度B0的大小;
(2)要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场,正离子射入磁场时的速度v0的可能值.
共享时间:2021-12-12 难度:3 相似度:1.33
161926. (2022•长安区一中•高二上期末) 如图甲所示,竖直挡板MN左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场,电场和磁场的范围足够大,电场强度E=40N/C,磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示,选定磁场垂直纸面向里为正方向.t=0时刻,一质量m=8×10-4kg、电荷量q=+2×10-4C的微粒在O点具有竖直向下的速度v=0.12m/s,O′是挡板MN上一点,直线OO′与挡板MN垂直,取g=10m/s2.求:
德优题库
(1)判断从O点向下的一小段时间内的运动轨迹;微粒再次经过直线OO′时与O点的距离;
(2)微粒在运动过程中离开直线OO′的最大高度;
(3)水平移动挡板,使微粒能垂直射到挡板上,挡板与O点间的距离应满足的条件.
共享时间:2022-02-27 难度:3 相似度:1.33
160509. (2017•师大附中•二模) 德优题库如图,在0≤x≤d的空间,存在垂直xOy平面的匀强磁场,方向垂直xOy平面向里。y轴上P点有一小孔,可以向y轴右侧垂直于磁场方向不断发射速率均为v、与y轴所成夹角θ可在0~180°范围内变化的带负电的粒子。已知θ=45°时,粒子恰好从磁场右边界与P点等高的Q点射出磁场,不计重力及粒子间的相互作用。求:
(1)磁场的磁感应强度;
(2)若θ=30°,粒子射出磁场时与磁场边界的夹角(可用三角函数、根式表示);
(3)能够从磁场右边界射出的粒子在磁场中经过的区域的面积(可用根式表示)。
共享时间:2017-03-24 难度:3 相似度:1.33
161016. (2025•西安八十五中•高二上期末) 德优题库如图所示,直角坐标系xOy处于垂直坐标平面向里的磁场中,y<0区域匀强磁场的磁感应强度大小为B,y>0区域匀强磁场的磁感应强度大小为2B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从坐标原点O沿y轴正方向以速度v运动,不计粒子重力。求:
(1)粒子从O点出发第一次到达x轴所经过的时间;
(2)粒子第一次到达y轴的位置到O点的距离。
共享时间:2025-02-11 难度:3 相似度:1.33
158989. (2023•西工大附中•高二上二月) 如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限,随后垂直于y轴进入第一象限,最后经过x轴离开第一象限。
(1)画出粒子在磁场中的运动轨迹;
(2)第二与第一象限粒子运动的半径比;
(3)粒子在磁场中运动的时间。

共享时间:2023-12-27 难度:3 相似度:1.33
161352. (2023•西安中学•高三上期末) 在芯片制造过程中,离子注入是芯片制造重要的工序。图a是我国自主研发的离子注入机,图b是简化的注入过程原理图。静止于A处的离子,经电压为U的电场加速后,沿图中半径为R的圆弧虚线通过磁分析器,然后从M点垂直CD进入矩形CDQS有界匀强电场中,最后恰好打在Q点,已知磁分析器截面是四分之一圆环,内部为匀强磁场,方向垂直纸面向里;矩形区域内匀强电场水平向左,DQ=d,MD=2d。整个装置处于真空中,离子的质量为m、电荷量为q,离子重力不计。求:
德优题库
(1)离子进入匀强电场区域M点时的速度大小v及磁分析器通道内磁感应强度大小B;
(2)矩形区域内匀强电场场强大小E。
共享时间:2023-02-27 难度:3 相似度:1.33
161645. (2023•高新一中•高二上期末) 德优题库如图所示,直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场,在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子,在x轴上的a点以速度v0与x轴负方向成45°角射入磁场,从y=L处的b点沿垂直于y轴方向进入电场,并经过x轴上x=2L处的c点。不计粒子重力。求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)电场强度E的大小;
(3)带电粒子在磁场和电场中的运动时间之比。
共享时间:2023-02-21 难度:3 相似度:1.33
158485. (2024•华清中学•高二上一月) 如图所示,直角坐标系中,y轴左侧有一半径为a的圆形匀强磁场区域,与y轴相切于A点,A点坐标为。第一象限内也存在着匀强磁场,两区域磁场的磁感应强度大小均为B,方向垂直纸面向外。圆形磁场区域下方有两长度均为2a的金属极板M、N,两极板与x轴平行放置且右端与y轴齐平。现仅考虑纸面平面内,在极板M的上表面均匀分布着相同的带电粒子,每个粒子的质量为m,电量为+q。两极板加电压后,在板间产生的匀强电场使这些粒子从静止开始加速,并顺利从网状极板N穿出,然后经过圆形磁场都从A点进入第一象限。其中部分粒子打在放置于x轴的感光板CD上,感光板的长度为2.8a,厚度不计,其左端C点坐标为。打到感光板上的粒子立即被吸收,从第一象限磁场射出的粒子不再重新回到磁场中。不计粒子的重力和相互作用,忽略粒子与感光板碰撞的时间。
(1)求两极板间的电压U;
(2)在感光板上某区域内的同一位置会先后两次接收到粒子,该区域称为“二度感光区”,求:
①“二度感光区”的长度L;
②打在“二度感光区”的粒子数n1与打在整个感光板上的粒子数n2的比值n1:n2
(3)改变感光板材料,让它仅对垂直打来的粒子有反弹作用(不考虑打在感光板边缘C、D两点的粒子),且每次反弹后速度方向相反,大小变为原来的一半,则该粒子在磁场中运动的总时间t和总路程s。
共享时间:2024-10-17 难度:4 相似度:1.25
160510. (2017•师大附中•二模) 如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,x轴沿水平方向.x>0的区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B1;第三象限同时存在着垂直于坐标平面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场,磁感应强度大小为B2,电场强度大小为E.x>0的区域固定一与x轴成θ=30°角的绝缘细杆.一穿在细杆上的带电小球a沿细杆匀速滑下,从N点恰能沿圆周轨道运动到x轴上的Q点,且速度方向垂直于x轴.已知Q点到坐标原点O的距离为l,重力加速度为g,B1=7E,B2=E.空气阻力忽略不计,求:
(1)带电小球a的电性及其比荷
(2)带电小球a与绝缘细杆的动摩擦因数μ;
(3)当带电小球a刚离开N点时,从y轴正半轴距原点O为h=的P点(图中未画出)以某一初速度平抛一个不带电的绝缘小球b,b球刚好运动到x轴与向上运动的a球相碰,则b球的初速度为多大?
共享时间:2017-03-24 难度:4 相似度:1.25

dygzwlyn

2023-10-14

高中物理 | 高二上 | 计算题

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