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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
[考点]
牛顿第二定律与向心力结合解决问题,带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,
[答案]
(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
[解析]
解:(1)粒子在磁场中只受洛伦兹力而做匀速圆周运动,设粒子圆周运动半径为r,根据牛顿第二定律得:
qvB=m
解得:v=
可知线速度越小,运动半径越小,在粒子从PN边射出磁场的情况下,从P点射出时运动半径最小,速度最小,从P点射出时轨迹恰好为半个圆周,运动半径r=,可得最小线速度为:
vmin
(2)粒子运动轨迹的圆心角越大,在磁场中运动时间越长。在粒子从MN边射出磁场的情况下,临界情况是粒子轨迹与MN边相切时轨迹圆心角最大,运动的时间最长,如下图所示,切点为Q。

△MQO为等腰直角三角形,圆心角θ=45°
粒子运动周期为:T=
则tmax
答:(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
[点评]
本题考查了"牛顿第二定律与向心力结合解决问题,带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,",属于"易错题",熟悉题型是解题的关键。
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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:1.67
206626. (2023•高新一中•七模) “云室”常常用来观察带电粒子的轨迹。如图,abcd是一块正方形云室区域,边长为2L,云室范围内存在垂直纸面方向的匀强磁场,在其正中心的O点有一静止的带电粒子。以O为原点,平行于ab向右方向建立x轴,平行于ad向上建立y轴。t=0时刻O处的带电粒子在内力作用下分裂为两个粒子(均带正电),分别向相反方向运动,并在云室中留下图a所示的轨迹(虚线代表初速度的方向,粒子只在纸面内运动)。同时跟踪两粒子的x方向速度分量随时间的变化,1、2粒子从t=0时刻到出云室区域的时间范围内对应的vx-t图像分别如图b、图c所示。图中v为已知量,并已知粒子1的质量为m、带电量为q。不计云室对粒子的阻力和粒子之间的相互作用力。求:
德优题库
(1)粒子2的质量;
(2)磁感应强度的大小和方向;
(3)粒子2的电荷量。
共享时间:2023-06-04 难度:3 相似度:1.67
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:1.67
159072. (2023•铁一中学•高二上二月) 如图所示,在xOy坐标系的第一、四象限内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小不同的匀强磁场(未画出)。一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子,从y轴上的A点沿平行于x轴的方向射入第一象限,经C点与x轴成30°角进入第四象限。已知第一象限内匀强磁场的磁感应强度大小为B,C点到O点的距离为a,不计粒子的重力。
(1)判断带电粒子电性;
(2)求粒子从A点射出时的速度大小;
(3)若粒子刚好不能进入第三象限,求粒子在第四象限内运动的时间。

共享时间:2023-12-26 难度:3 相似度:1.67
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:1.67
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:1.67
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 相似度:1.5
160895. (2025•西安一中•高二上期末) 如图所示,在纸面内建立直角坐标系xOy,以第Ⅲ象限内的直线OM(与负x轴成45°角)和正y轴为界,在x<0的区域建立匀强电场,方向水平向左,场强大小E=2V/m;以直线OM和正x轴为界,在y<0的区域建立垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.1T.一不计重力的带负电粒子从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2×103m/s的初速度射入磁场。已知粒子的比荷为=5×104C/kg,求:
(1)粒子经过圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标?
(2)粒子在磁场区域运动的总时间t?
(3)粒子最终将从电场区域D点离开电场,则D点离O点的距离y是多少?
共享时间:2025-02-19 难度:4 相似度:1.5
160824. (2015•西安中学•一模) 如图所示,平面直角坐标系xOy中,在第二象限内有竖直放置的两平行金属板,其中右板开有小孔;在第一象限内存在内、外半径分别为、R的半圆形区域,其圆心与小孔的连线与x轴平行,该区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里:在y<0区域内有电场强度为E的匀强电场,方向与x轴负方向的夹角为60°.一个质量为m,带电量为﹣q的粒子(不计重力),从左金属板由静止开始经过加速后,进入第一象限的匀强磁场.求:
(1)若两金属板间的电压为U,粒子离开金属板进入磁场时的速度是多少?
(2)若粒子在磁场中运动时,刚好不能进入的中心区域,此情形下粒子在磁场中运动的速度大小.
(3)在(2)情形下,粒子运动到y<0的区域,它第一次在匀强电场中运动的时间.
共享时间:2015-03-10 难度:4 相似度:1.5
160776. (2016•华清中学•二模) 如图所示,在第一象限有一匀强电场,场强大小为E,方向与y轴平行;在x轴下方有一匀强磁场,磁场方向与纸面垂直.一质量为m、电荷量为﹣q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场,在x轴上的Q点处进入磁场,并从坐标原点O离开磁场.粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点.已知OP=l,OQ=2l.不计重力.求:
(1)M点与坐标原点O间的距离;
(2)粒子从P点运动到M点所用的时间.
共享时间:2016-03-28 难度:4 相似度:1.5
160657. (2016•西工大附中•八模) .(20分)如图1所示,竖直直线MN左方有水平向右的匀强电场,现将一重力不计,比荷=106C/kg的正电荷置于电场中O点由静止释放,经过×10﹣5s后,电荷以v0=1.5×104m/s的速度通过MN进入其右方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图2所示规律周期性变化(图中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻,忽略磁场变化带来的影响).求:

(1)匀强电场的电场强度E;
(2)图中t=×10﹣5s时刻电荷与O点的竖直距离d;
(3)如图在O点下方d=39.5cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需要的时间.(结果保留两位有效数字)
共享时间:2016-06-12 难度:4 相似度:1.5
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:1.5
160197. (2020•西安中学•三模) 如图所示的直角坐标系xOy中,在第一象限和第四象限分别存在垂直纸面向外和向里的匀强磁场,PQ是磁场的右边界,其左右宽度为6l,磁场的上下区域足够大。在第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子从x轴上的M点以速度v0垂直于x轴沿y轴正方向射入电场中,粒子经过电场偏转后从y轴上的N点进入第一象限,一段曲线运动之后,带电粒子刚好垂直x轴飞入第四象限的磁场,再次偏转后,从磁场的右边界PQ上的某点D(图中未画出)飞出磁场。已知M点与原点O的距离为l,N点与原点O的距离为l,不计带电粒子的重力,求:
(1)匀强电场的电场强度为多大?
(2)第一象限内的磁感应强度B1有多大?
(3)若第四象限的匀强磁场,求:带电粒子从M点进入电场,到从磁场右边界的D点离开磁场,运动的总时间是多少?

共享时间:2020-04-14 难度:4 相似度:1.5
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:1.5
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:1.5

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2023-02-20

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