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160638. (2016•西工大附中•七模) (12分)将氢原子中电子的运动看作绕氢核做匀速圆周运动,这时在研究电子运动的磁效应时,可将电子的运动等效为一个环形电流,环的半径等于电子的轨道半径r.
现对一氢原子加上一外磁场,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直电子的轨道平面.这时电子运动的等效电流用I1来表示.现将外磁场反向,但磁场的磁感应强度大小不变,仍为B,这时电子运动的等效电流用I2来表示.假设在加上外磁场以及外磁场反向时,氢核的位置,电子运动的轨道平面以及轨道半径都不变,求外磁场反向前后电子运动的等效电流的差即|I1﹣I2|等于多少?用m和e表示电子的质量和电量.
共享时间:2016-06-08 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:电子绕核做匀速圆周运动有    
设电子绕核运动的轨道半径为r,运动的速度为v,等效电流 I=
加磁场后,若设电子的运动速度为v1,磁场反向后,电子的运动速率为v2
则有  
   
联立求解得  v1﹣v2
所以|I1﹣I2|=  
答:外磁场反向前后电子运动的等效电流的差即|I1﹣I2|等于
[点评]
本题考查了"带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,",属于"基础题",熟悉题型是解题的关键。
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160555. (2016•西安中学•一模) 德优题库如图所示,在轴上方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场,坐标原点O处有一粒子源,可向x轴和x轴上方的各个方向不断地发射速度大小均为v;质量为m、带电量为+q的同种带电粒子。在x轴上距离原点x0处垂直于x轴放置一个长度为x0.厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P(粒子一旦打在金属板P上,其速度立即变为0)。现观察到沿r轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端,且速度方向与y轴平行。不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)求被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值;
(3)若在y轴上另放置一能接收带电粒子的挡板,使薄金属板P右侧不能接收到带电粒子,试确定挡板的最小长度和放置的位置坐标。
共享时间:2016-03-02 难度:1 相似度:2
160101. (2021•西安中学•一模) 如图所示,带等量异种电荷的正对平行金属板倾斜放置,金属板长为L,金属板和水平面夹角θ=30°.一电量为﹣q(q>0)、质量为m的带电微粒从下板边缘P点由静止释放后沿水平直线运动到上板边缘,从Q点射出板间,并立即正对着圆心O射入半径为R的圆形区域,圆形区域中存在电场强度为E的匀强电场(图中没有画出)和匀强磁场。带电微粒刚进入圆形区域的瞬间,在A点与一个静止的中性微粒发生正碰,碰后粘合成一个微粒在圆形区域中做匀速圆周运动,从圆形区域射出时,微粒速度方向相比初速度方向偏转了120°,重力加速度为g。
求:(1)带电粒子从Q点射出时的速度v0
(2)中性微粒的质量M;
(3)区域中匀强磁场的磁感应强度B。

共享时间:2021-03-11 难度:1 相似度:2
160117. (2021•长安区一中•七模) 如图所示,在xOy平面内,有一边长为L的等边三角形区域OPQ,PQ边与x轴垂直,在三角形区域以外,均存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,三角形OPQ区域内无磁场分布。现有质量为m、带电量为+q的粒子从O点射入磁场,粒子重力忽略不计。
(1)若粒子从O点沿y轴正方向射入,直接到达P点(运动时间t<),求粒子从O点射入的速度的大小;
(2)若要使该粒子不出磁场,直接到达P点(运动时间t<),求粒子从O点射入的最小速度的大小和方向;
(3)若粒子从O点以初速度v0沿y轴正方向射入,能再次经过O点,求该粒子从出发到再次过O点所经历时间。
共享时间:2021-06-03 难度:1 相似度:2
206645. (2023•交大附中•三模) 如图所示,直线MN与两平行极板垂直.两极板之间存在匀强电场,电场强度大小为E,方向向右,极板间距离为d,S1、S2为极板上的两个小孔.在MN下方和两极板外侧区域存在相同的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.MN上方有一绝缘挡板PQ,与MN平行放置.从小孔S1处由静止释放的带正电粒子,经电场加速后,恰能从小孔S2进入磁场,飞出右侧磁场后与挡板PQ相碰.已知两小孔S1、S2到直线MN的距离均为d,粒子质量为m、电量为q,与挡板碰撞前后,粒子电量没有损失,平行于挡板方向的分速度不变,垂直于挡板方向的分速度反向,大小不变,不计粒子的重力.
(1)求粒子到达小孔S2时的速度大小
(2)若磁场的磁感应强度大小为,为保证粒子再次回到S2,挡板PQ应固定在离直线MN多远处?
(3)若改变磁场的磁感应强度大小,使粒子每次通过S2进入磁场后均能沿第(2)问中的路径运动,求粒子第n次通过两侧磁场区域所用时间.
共享时间:2023-04-12 难度:2 相似度:1.5
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:1.5
161395. (2023•西安中学•高二上期末) 德优题库如图所示,在纸面内两直角边长均为L的三角形MNP区域内(不含边界)。有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的带负电粒于从PM边的中点A平行PN边射入MNP区域,不计粒子受到的重力。求:
(1)在粒子从PN边射出磁场的情况下,粒子入射的最小速度vmin
(2)在粒子从MN边射出磁场的情况下,粒子在磁场中运动的最长时间tmax
共享时间:2023-02-20 难度:2 相似度:1.5
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:1.5
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:1.5
206156. (2025•高新一中•六模) 如图,在y≥0,0≤x≤4d垂直于纸面(xy平面)向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B;在y<0,0≤x≤4d的区域中存在沿y轴正方向的匀强电场;一质量为m、所带电荷量为q(q>0)的粒子沿平行于x轴的方向在M(0,d)点射入磁场。
(1)若无论电场强度的大小是多少,粒子均可以从N(4d,d)点沿平行于x轴的方向射出磁场,求粒子射入磁场时速度的大小v1
(2)若粒子射入磁场时速度的大小为v2,且仍可以从N(4d,d)点沿平行于x轴的方向射出磁场,求此情况下电场强度的大小;
(3)若电场强度可任意加大,要粒子从磁场右边界飞出,求满足条件的射入速度最小值v3

 
共享时间:2025-05-27 难度:2 相似度:1.5
206246. (2024•西安一中•十模) 德优题库如图所示在直角坐标系xOy的第一象限中,0≤x≤d的空间存在着沿y轴正方向的匀强电场,在x>d的空间存在着垂直纸面方向向外的匀强磁场,一个质量为m,电荷量为q的带正电的粒子,从y轴上的A点,以速度v0沿x轴正方向进入电场,带电粒子在电磁场作用下,从A点依次经过B点和C点,A、B、C三点的坐标分别为(0,d-
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d)、(d,d)、(2d,0),不计带电粒子重力。求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)带电粒子从A到C的运动时间t。
共享时间:2024-07-05 难度:2 相似度:1.5
206406. (2024•铁一中学•三模) 如图(a)所示,xOy平面内存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,一质量为m、电量为+q的带电粒子从A点开始运动。
(1)若粒子从A点沿y轴正方向以速度v0射入第一象限,已知粒子绕圆心O做半径为R的匀速圆周运动,不计粒子重力。求粒子运动过程中速度的x轴分量与y轴坐标的比值。
(2)如图(b)所示,若xOy平面内有沿y轴负方向的匀强电场,粒子从A点由静止释放(不计重力),粒子将沿图(b)中轨迹做周期性的运动。由于刚释放瞬间,粒子受到向下的电场力,尽管粒子的初速度为0,但可以假想粒子具有一个沿x轴正方向的适当大小的速度,而这个速度所对应的洛伦兹力与电场力平衡,因而对应的运动是匀速直线运动;因粒子的初速度为0,故粒子还应同时具有沿x轴负方向的等大的速度,并在这个速度对应的洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。因此,粒子的运动可以看成是这两个运动的叠加。请按照以上提示,求粒子运动到最低点时的速度大小与y轴坐标的绝对值的比值。

(3)如图(c)所示,若xOy平面内有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为,重力加速度为g。粒子从A点由静止释放,考虑粒子重力,求小球运动过程中距x轴的最大距离。
共享时间:2024-04-04 难度:2 相似度:1.5
206595. (2023•西工大附中•十三模) 德优题库空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为B。一带电粒子以速度v由P点沿如图所示的方向射入磁场,该粒子运动到图中Q点时的速度方向与在P点时速度方向垂直且速度方向如图中Q点箭头所示,已知P、Q间的距离为d。若保持粒子在P点时的速度不变,而将匀强磁场换成匀强电场,电场方向与纸面平行且与粒子在P点时速度方向垂直,在此电场作用下粒子从P点沿图示方向运动并依然能通过Q点,不计粒子重力。求:
(1)该粒子的比荷;
(2)电场强度的大小。
共享时间:2023-07-21 难度:2 相似度:1.5
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:1.5
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:1.5
161193. (2024•铁一中学•高二上期末) 德优题库如图,在-∞<y<+∞,0≤x≤2h区域内存在磁场区域,两区域内存在磁感应强度大小均为B,方向相反的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子以某速度从磁场区域左侧O点沿x轴进入磁场,不计重力。
(1)若粒子经磁场偏转后穿过y轴正半轴离开磁场,求在这种情况下速度的最大值vm
(2)如果速度大小为2vm,粒子将通过虚线最右侧边界上的某点离开磁场。求粒子在磁场中运动的时间t。
共享时间:2024-02-29 难度:2 相似度:1.5

dygzwlyn

2016-06-08

高中物理 | | 解答题

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