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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:
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(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
[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)由题意可知,微粒所受的重力
G=mg=8×10﹣3N
电场力大小F=Eq=8×10﹣3N
因此重力与电场力平衡,微粒先在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:qvB=m
代入数据解得:R=0.6m,
周期:T=
代入数据解得:T=10πs,
则微粒在5πs内转过半个圆周,再次经直线OO′时与O点的距离:l=2R=2×0.6=1.2m;
(2)微粒运动半周后向上匀速运动,运动的时间为t=5πs,轨迹如图所示,位移大小:
s=vt=0.6πm=0.6×3.14≈1.88m,
因此,微粒离开直线OO′的最大高度:h=s+R=2.48m;
(3)若微粒能垂直射到挡板上的某点P,P点在直线OO′下方时,由图象可知,
挡板MN与O点间的距离应满足:L=(2.4n+0.6)m(n=0,1,2…)
若微粒能垂直射到挡板上的某点P,P点在直线OO′上方时,由图象可知,
挡板MN与O点间的距离应满足 L=(2.4n+1.8)m (n=0,1,2…)
答:(1)微粒再次经过直线OO′时与O点的距离为1.2m.
(2)微粒在运动过程中离开直线OO′的最大高度为2.48m.
(3)若微粒能垂直射到挡板上的某点P,P点在直线OO′下方时,挡板MN与O点间的距离应满足L=(2.4n+0.6)m(n=0,1,2…)
若微粒能垂直射到挡板上的某点P,P点在直线OO′上方时,挡板MN与O点间的距离应满足 L=(2.4n+1.8)m (n=0,1,2…)

[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"难典题",熟悉题型是解题的关键。
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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:2
183321. (2017•西安中学•高二上期末) 德优题库如图,在X轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,在X轴下方有沿Y轴负向的匀强电场,电场强度为E.现在Y轴负半轴上M点(未画出)有一质量为m带电量绝对值为q的粒子,由静止释放,经过一段时间的运动后在第四次经过X轴时的位置P点(未画出)到O点的距离为L,不计粒子的重力,求:
(1)该粒子带何种电荷?
(2)M点到O点的距离?
(3)从M点到P点经历的时间?
共享时间:2017-02-21 难度:2 相似度:1.67
206425. (2025•西安中学•二模) 如图,有一平行于y轴长为R的线状粒子发射器,其中心位于﹣x轴某处,可平行x轴方向发射出速度均相同的同种粒子。其右侧有一沿x轴正向的匀强电场,场强为E,宽为L。有一圆心在O1(R,0)半径为R的圆形匀强磁场Ⅰ,其磁感应强度为B,方向垂直纸面向外。在第四象限y=﹣1.5R下方有垂直向里的匀强磁场Ⅱ,其磁感应强度为。粒子的电荷量为+q,质量为m。已知从O点射入圆形磁场的粒子,刚好从圆形磁场最下端A点沿﹣y方向射出,忽略粒子的重力和粒子间的相互作用力。

(1)求粒子的初速度v0
(2)求同时发射出的粒子离开磁场Ⅱ的最大时间间隔;
(3)若磁场Ⅱ的上边界可以上下调节,且不与磁场Ⅰ重叠,求粒子射出磁场Ⅱ上边界范围的最小值。

 
共享时间:2025-03-27 难度:3 相似度:1.34
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:
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(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:1.34
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:1.34
158644. (2024•西安八十五中•高二上二月) 如图所示的平行板电容器中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,电场强度大小为E,PQ为板间中线。紧靠平行板右侧边缘的xOy坐标系的第一象限内,边界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,磁感应强度大小为,边界线的下方有竖直向上的匀强电场,电场强度大小为5E。一带电荷量为q、质量为m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,)的Q点垂直y轴射入磁场区,多次穿越边界线OA。不计离子重力,求:
(1)离子在平行板间运动的速度大小;
(2)离子从经过Q点到第二次穿越边界线OA所用的时间;
(3)离子第四次穿越边界线OA时的速度大小。
共享时间:2024-12-15 难度:3 相似度:1.34
183319. (2017•西安中学•高二上期末) 德优题库如图所示,虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动方向与原入射方向成θ角.设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间相互作用力及所受的重力.求:
(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R;
(2)电子在磁场中运动的时间t;
(3)圆形磁场区域的半径r.
共享时间:2017-02-21 难度:1 相似度:1.33
183061. (2018•长安区一中•高二上期末) 如图所示,在x轴上方有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场。x轴下方有磁感应强度大小为,方向也为垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为﹣q的带电粒子(不计重力),从x轴上O点以速度v0垂直x轴向上射出。求:
(1)射出之后经多长时间粒子再次进入x轴上方的匀强磁场?
(2)若x轴下方的匀强磁场的磁感应强度大小变为,求粒子射出后经过多长时间回到O点。
共享时间:2018-02-25 难度:1 相似度:1.33
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:1.33
182518. (2020•西安中学•高一下期中) 如图所示,真空室中电极K发出的电子(初速度不计)经过电势差为U1的加速电场加速后,沿两水平金属板C、D间的中心线射入两板间的偏转电场,电子离开偏转电极时速度方向与水平方向成45°,最后打在荧光屏上,已知电子的质量为m、电荷量为e,C、D极板长为l,D板的电势比C板的电势高,极板间距离为d,荧光屏距C、D右端的距离为.电子重力不计.求:
(1)电子通过偏转电场的时间t0
(2)偏转电极C、D间的电压U2
(3)电子到达荧光屏离O点的距离Y.

共享时间:2020-05-28 难度:1 相似度:1.33
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:1.33
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:1.33
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 相似度:1.33
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:1.33
183060. (2018•长安区一中•高二上期末) 如图所示,水平放置的平行板电容器,两板间距为d=8cm,板长为L=25cm,接在直流电源上,有一带电液滴以υ0=0.5m/s的初速度从板间的正中央水平射入,恰好做匀速直线运动,当它运动到P处时迅速将下板向上提起cm,液滴刚好从金属板末端飞出,
求:(1)将下板向上提起后,液滴的加速度大小和方向;
(2)液滴从射入运动到P点所用时间.(g取10m/s2
共享时间:2018-02-25 难度:1 相似度:1.33

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2022-02-27

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