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160609. (2016•西安一中•一模) 如图所示的平行板器件中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=0.20T,方向垂直纸面向里.电场强度E1=1.0×105V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有一边界线AO,与y轴的夹角∠AOy=45°,边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B2=0.25T,边界线的下方有竖直向上的匀强电场,电场强度E2=5.0×105 V/m.一束带电荷量q=8.0×10-19 C、质量m=8.0×10-26 kg的正离子从P点射入平行板间.沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.4m)的Q点垂直y轴射入磁场区,多次穿越边界线OA.求:
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(1)离子运动的速度为多大?
(2)离子通过y轴进入磁场到第二次穿越边界线OA所需的时间?
(3)离子第四次穿越边界线的位置坐标.
共享时间:2016-03-14 难度:3
[考点]
从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题,带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,带电粒子在叠加场中做直线运动,
[答案]
见试题解答内容
[解析]
解:(1)设离子的速度大小为v,由于沿中线PQ做直线运动,则有:qE1=qvB1
代入数据解得:v=5×105 m/s,
(2)离子进入磁场,做匀速圆周运动,由牛顿第二定律有:qvB2=m
代入数据解得:r=0.2 m,
作出离子的运动轨迹,交OA边界于N,如图所示:OQ=2r,

若磁场无边界,一定通过O点,则圆弧QN的圆周角为45°,
则轨迹圆弧的圆心角为θ=90°,过N点做圆弧切线,方向竖直向下,
离子垂直电场线进入电场,做匀减速运动,
离子在磁场中运动为:
s=2π×10﹣7ss
离子在电场中的加速度:m/s2
而离子在电场中来回运动时间为:
所以离子从进入磁场到第二次穿越边界线OA所需的时间为:t=t1+t2=(2π+2)×10﹣7s=8.3×10﹣7s.
(3)离子当再次进入磁场后,根据左手定则,可知洛伦兹力水平向右,导致离子向右做匀速圆弧运动,恰好完成 周期,当离子再次进入电场后,做类平抛运动,由题意可知,类平抛运动的速度的方向位移与加速度的方向的位移相等,根据运动学公式,则有:vt3
代入数据解得:t3=2×10﹣7s
因此离子沿着速度的方向的位移为:x3=vt3=0.1m,
所以离子第四次穿越边界线的x轴的位移为:x=R+R+x3=0.2m+0.2m+0.1m=0.5m,
则离子第四次穿越边界线的位置的坐标为(0.5m,0.5m)
答案:(1)离子在平行板间运动的速度大小5.0×105 m/s.
(2)离子从进入磁场到第二次穿越边界线OA所需的时间为8.3×10﹣7s.
(3)离子第四次穿越边界线的位置坐标(0.5m,0.5m).
[点评]
本题考查了"从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题,带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,带电粒子在叠加场中做直线运动,",属于"典型题",熟悉题型是解题的关键。
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158858. (2023•滨河中学•高二上二月) 在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示。第二象限内有一水平向右的匀强电场,场强为E1.坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场,电场方向竖直向上,场强E2=
E
1
2
,匀强磁场方向垂直纸面。处在第三象限的某种发射装置(图中没有画出)竖直向上射出一个比荷
q
m
=102C/kg的带正电的微粒(可视为质点),该微粒以v0=4m/s的速度从-x上的A点进入第二象限,并以v1=8m/s速度从+y上的C点沿水平方向进入第一象限。取微粒刚进入第一象限的时刻为0时刻,磁感应强度按图乙所示规律变化(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向),g=10m/s2.试求:
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(1)带电微粒运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1
(2)+x轴上有一点D,OD=OC,若带电微粒在通过C点后的运动过程中不再越过y轴,要使其恰能沿x轴正方向通过D点,求磁感应强度B0及其磁场的变化周期T0为多少?
(3)要使带电微粒通过C点后的运动过程中不再越过y轴,求交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积B0T0应满足的关系?
共享时间:2023-12-25 难度:2 相似度:1.67
160856. (2015•西安中学•四模) 德优题库如图所示,平面坐标系Oxy中,在y>0的区域存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在-h<y<0的区域Ⅰ中存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在y<-h的区域Ⅱ中存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为2B.A是y轴上的一点,C是x轴上的一点.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子以某一初速度沿x轴正方向从A点进入电场区域,继而通过C点以速度方向与x轴夹角为φ=30°进入磁场区域Ⅰ,并以垂直边界y=-h的速度进入磁场区域Ⅱ.粒子重力不计.试求:
(1)粒子经过C点时的速度大小v;
(2)A、C两点与O点间的距离y0、x0
(3)粒子从A点出发,经过多长时间可回到y=y0处?
共享时间:2015-04-19 难度:2 相似度:1.67
160433. (2018•西安中学•五模) 如图所示xOy坐标系中,在y>0区域内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场;在﹣l≤x≤0的第Ⅲ象限内存在沿y轴负方向的匀强电场;在x>0的第IV象限内有一个带负电的固定点电荷(图中未标出)。一质量为m,带电量为q的带正电粒子,以初速度v0沿x轴正方向从x轴上的M(﹣l,0)点射入电场区域,粒子重力可忽略。粒子经过N(0,)点后,以恒定速率经P(,0)点进入磁场区域并回到M点。求
(1)匀强电场的电场强度E;
(2)匀强磁场的磁感应强度B;
(3)粒子从N点到M点所用的时间t。(结果可保留根式)

共享时间:2018-05-14 难度:2 相似度:1.67
160309. (2020•西安中学•二模) 如图所示,将某正粒子放射源置于原点O,其向各方向射出的粒子速度大小均为v0、质量均为m、电荷量均为q.在0≤y≤d的一、二象限范围内分布着一个匀强电场,方向与y轴正向相同,在d<y≤2d的一、二象限范围内分布着一个匀强磁场,方向垂直于xoy平面向里.粒子离开电场上边缘y=d时,能够到达的最右侧的位置为(1.5d,d).最终恰没有粒子从y=2d的边界离开磁场.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计粒子重力以及粒子间的相互作用,求:
(1)电场强度E;
(2)磁感应强度B;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间.

共享时间:2020-03-25 难度:2 相似度:1.67
160037. (2021•西安中学•三模) 如图所示,在坐标系xOy中,第一象限除外的其它象限都充满匀强磁场Ⅰ,磁感应强度都为B1=0.12T,方向垂直纸面向内.P是y轴上的一点,它到坐标原点O的距离l=0.40m.一比荷=5.0×107C/kg的带正电粒子从P点开始进入匀强磁场中运动,初速度v0=3.0×106m/s,方向与y轴正方向成夹角θ=53°并与磁场方向垂直.不计粒子的重力作用.已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:

(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R.
(2)在第一象限中与x轴平行的虚线上方的区域内充满沿x轴负方向的匀强电场(如图a所示),粒子在磁场中运动一段时间后进入第一象限,最后恰好从P点沿初速度的方向再次射入磁场.求匀强电场的电场强度E和电场边界(虚线)与x轴之间的距离d.
(3)如果撤去电场,在第一象限加另一匀强磁场Ⅱ,磁场方向垂直于xoy平面.在第(2)问虚线位置放置一块长度为L=0.25m的平板,平板的左边缘与y轴对齐(如图b所示).带电粒子仍从P点开始运动,欲使带电粒子第一次进入第一象限运动时不打到板上,求磁场Ⅱ的磁感应强度B2的大小和方向应满足什么条件?
共享时间:2021-04-01 难度:2 相似度:1.67
159434. (2022•周至中学•高三上一月) 在如图所示的直角坐标系xOy中,x轴上方存在与x轴负方向成45°的匀强电场,x轴下方存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从y轴上的点由静止释放,从x轴上的A点第一次进入匀强磁场,从x轴上的C点第一次离开匀强磁场,已知A、C两点关于原点O对称,不计粒子受到的重力。求:
(1)C点的坐标;
(2)电场强度的大小E;
(3)带电粒子从释放到经过C点的时间t。

共享时间:2022-10-20 难度:2 相似度:1.67
158339. (2024•滨河中学•高二上二月) 如图所示,在空间直角坐标系中,yOz平面左侧存在沿z轴正方向的匀强磁场,右侧存在沿y轴正方向的匀强磁场,左、右两侧磁场的磁感应强度大小相等;yOz平面右侧还有沿y轴负方向的匀强电场。现从空间中坐标为(﹣d,0,0)的M点发射一质量为m,电荷量为+q的粒子,粒子的初速度大小为v0、方向沿xOy平面,与x轴正方向的夹角为60°;经一段时间后粒子恰好垂直于y轴进入yOz平面右侧,粒子在第一次在yOz平面右侧运动时,轨迹上离yOz平面最远的点恰好落在xOz平面上,不计粒子的重力。求:
(1)在yOz平面左侧匀强磁场的磁感应强度B;
(2)在yOz平面右侧匀强电场的电场强度E;
(3)粒子第2次经过yOz平面时的位置坐标。
共享时间:2024-12-10 难度:3 相似度:1.34
161475. (2023•远东一中•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的带正电的粒子,从x负轴上的点a以速率v0垂直磁场方向射入第二象限,然后经过y轴上的b点垂直于y轴方向进入电场,一段时间后经过x轴上的c点,已知粒子在a点的速度方向和x轴负方向的夹角θ=45°,Ob=Oc=L,不计粒子所受重力。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)粒子经过c点时的速度大小v;
(3)匀强电场的电场强度E的大小。
共享时间:2023-02-24 难度:3 相似度:1.34
160068. (2021•西安中学•六模) 在如图所示的平面直角坐标系中,第二象限内存在磁感应强度为B1的匀强磁场,方向垂直于xOy平面向外;第一象限某矩形区域内存在磁感应强度B2=0.4T的匀强磁场,方向垂直于xOy平面向外。一个比荷为=1.0×108C/kg的带正电的粒子从点P(﹣10cm,0)发射进入第二象限,其速度v0=4.0×106m/s,方向垂直于磁场B1且与x轴负方向夹角为30°;后从Q点以垂直y轴方向直接进入第一象限内的矩形磁场区域,再经M点以垂直x轴方向进入第四象限;整个第四象限存在大小、方向均未知的匀强电场,粒子经过该电场偏转后从N点进入无电场、磁场的第三象限区域,最终回到P点的速度与发射速度相同,不考虑粒子的重力。求:
(1)第二象限内磁场的磁感应强度B1的大小;
(2)粒子在矩形匀强磁场中的运动时间t和该磁场区域的最小面积S;
(3)第四象限内匀强电场场强E的大小。

共享时间:2021-05-21 难度:3 相似度:1.34
160052. (2021•西安中学•七模) 德优题库如图所示,在xOy平面直角坐标系内,y>0的区域存在着沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E,在y<0的区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场.一带正电的粒子从C(-d,2d)点以初速度v0沿y轴负方向射出,经过坐标原点O后进入磁场,然后又从x轴上的D(-2d,0)点离开磁场.不计粒子重力,求:
(1)粒子的比荷
q
m

(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)粒子从C点出发运动到D点的时间t.
共享时间:2021-06-09 难度:3 相似度:1.34
159679. (2022•西安中学•月考) 德优题库图是一种花瓣形电子加速器简化示意图,空间有三个同心圆a、b、c围成的区域,圆a内为无场区,圆a与圆b之间存在辐射状电场,圆b与圆c之间有三个圆心角均略小于90°的扇环形匀强磁场区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。各区感应强度恒定,大小不同,方向均垂直纸面向外。电子由静止开始从圆b上P点沿径向进入电场,电场可以反向,保证电子每次进入电场即被全程加速,电子加速后均沿各磁场区边缘进入磁场,且在电场内相邻运动轨迹的夹角θ均为45°,最终从Q点出射,运动轨迹如图中带箭头实线所示,已知圆a与圆b之间电势差为U,圆b半径为R,圆c半径足够大,电子质量为m,电荷量为e,忽略相对论效应,取tan22.5°=0.4。
求:(1)Ⅰ区的磁感应强度大小;
(2)电子在Ⅰ区磁场中的运动时间;
(3)Ⅰ区和Ⅱ区的磁感应强度大小之比。
共享时间:2021-12-01 难度:3 相似度:1.34
160132. (2021•长安区•一模) 如图所示,绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小未知,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑,到达C点时离开MN做曲线运动,此时速度大小为vC。A、C两点间距离为h,重力加速度为g。
(1)求电场强度大小;
(2)求小滑块从A点运动到C点过程中摩擦力做的功;
(3)若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置,当小滑块运动到D点时撤去磁场,此后小滑块继续运动到水平地面上的P点。已知小滑块在D点时的速度大小为vD,从D点运动到P点的时间为t,求小滑块运动到P点时速度的大小vP

共享时间:2021-03-09 难度:3 相似度:1.34
162696. (2022•西北大附中•高二上期中) 德优题库XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,XCT扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图,其中产生X射线部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内为偏转元件中的匀强偏转场S;经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到水平圆形靶台上的中心点P,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)。已知MN两端的电压为U0,偏转场区域水平宽度为L0,竖直高度足够长,MN中电子束距离靶台竖直高度为H,忽略电子的重力影响,不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度,不计空气阻力。
(1)若偏转场S为在竖直平面内竖直向上的匀强电场,要实现电子束射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为30°,求匀强电场的电场强度E1的大小;
(2)若偏转场S为在竖直平面内竖直向上的匀强电场,当偏转电场强度为E时电子恰好能击中靶台P点。
①求P点距离偏转场右边界的水平距离L的大小;
②在仪器实际工作时,电压U0会随时间成正弦规律小幅波动,波动幅度为ΔU,周期为T,如图丙所示。这将导致电子打在靶台上形成一条线,已知一个周期T时间内从小孔射出的电子数为N1,每个打在靶台上的电子平均激发k个X射线光子,求单位长度的线上平均产生的X射线光子数N2。(电子通过加速电场的时间远小于加速电压U0的变化周期,不考虑加速电场变化时产生的磁场)
共享时间:2022-11-15 难度:1 相似度:1.33
158753. (2023•西安中学•高三上二月) 示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图1。
(1)如果示波管中偏转电极X和X′极板间的电势差为U1,Y和Y′极板间电势差为U2时,在荧光屏上的P点出现亮斑,P点坐标(x0,y0)。现保持X和X′极板间的电势差不变,Y、Y′之间的电势差变为
U
2
2
,仍可看见亮斑,下面判断正确的是        德优题库
A.亮斑的x坐标一定不变
B.亮斑的x坐标变为原来的一半
C.亮斑的y坐标变为原来的一半
D.亮斑的y坐标可能小于原来的一半
(2)定义每单位电压引起的偏转量为示波管的灵敏度,为了提高示波管的灵敏度,下列改变电压的操作或对示波器的改装操作可行的是        
A.适当增大偏转电极两极板间的电势差
B.适当减小偏转电极的极板长度
C.适当减小偏转电极两极板之间的距离
D.适当增大加速电极的加速电压
(3)如果在电极YY′之间加上如图2-(a)所示的电压,在XX′之间加上如图2-(b)所示电压,请在图中定性画出观察到的波形。
共享时间:2023-12-15 难度:1 相似度:1.33
160759. (2016•华清中学•三模) 德优题库如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行。一电荷量为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb.不计重力,求:
(1)电场强度的大小E;
(2)质点经过a点和b点时的动能。
共享时间:2016-04-05 难度:1 相似度:1.33

dygzwlyn

2016-03-14

高中物理 | | 解答题

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