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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
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
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
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
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
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: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
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
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
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
159870. (2021•长安区一中•高二上二月) 德优题库在光滑绝缘水平桌面上建立直角坐标系xoy,y轴左侧有沿y轴正方向的匀强电场E,y轴右侧有垂直水平桌面向上的匀强磁场B,在(-12,0)处有一个带正电的小球A以速度v0=2.4m/s沿x轴正方向进入电场,运动一段时间后,从(0,8)处进入y轴右侧的磁场中,并且正好垂直于x轴进入第4象限,已知A球的质量为m=0.1kg,带电量为q=2.0C,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)如果在第4象限内静止放置一个不带电的小球C,使小球A运动到第4象限内与C球发生碰撞,碰后A、C粘在一起运动,则小球C放在何位置时,小球A在第4象限内运动的时间最长(小球可以看成是质点,不考虑碰撞过程中的电量损失)。
共享时间:2021-12-12 难度:4 相似度:1.17
163106. (2022•长安区一中•高二下期中) 为了探测带电粒子,研究人员设计了如图甲所示的装置。纸面内存在一个半径为R、圆心为O′的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,该磁场区域在垂直纸面的方向上足够长。以O′右边的O点为坐标原点建立一平面直角坐标系xOy,O和O′两点间距离为2R。y轴与OO′连线垂直,x轴(图甲中未画出)正方向垂直纸面向里,在xOy平面内存在一个足够大的探测屏。圆形磁场区域正下方存在一个长度为R且与y轴垂直的粒子源MN,该粒子源各处均能持续不断地发射质量为m、电荷量为+q的粒子,粒子发射时的速度大小均为v0,方向均沿y轴正方向,从粒子源MN中点发射的粒子速度方向恰好指向O′,已知粒子在圆形磁场中做圆周运动的半径为R,不计粒子重力和粒子间相互作用力。
(1)求圆形匀强磁场区域的磁感应强度大小B;
(2)求从粒子源右端点N发射的粒子从进入磁场到打到屏上所经历的时间t;
(3)若在圆形区域内再加上一个沿x轴正方向、场强为E=且足够长的匀强电场,此时从粒子源中点及左右端点M、N发射的粒子打在屏上P1、P2、P3三点上,如图乙所示;
①请指出从M点发射的粒子打在屏上哪一点;(不要求写推导过程)
②求打在屏上的所有粒子中与O点相距最远的粒子在屏上的坐标。
共享时间:2022-05-14 难度:4 相似度:1.17
159736. (2021•西安中学•高三上四月) 在芯片制造过程中,离子注入是其中一道重要的工序,如图甲所示是离子注入工作原理的示意图,静止于A处的离子,经电压为U的加速电场加速后,沿图中圆弧虚线通过半径为R0圆弧形静电分析器(静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场)后,从P点沿竖直方向进入半径为r的圆形匀强磁场区域,该圆形磁场区域的直径PQ与竖直方向成45°,经磁场偏转,最后打在竖直放置的硅片上,离子的质量为m、电荷量为q,不计离子重力。求:

(1)离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小v;
(2)静电分析器通道内虚线处电场强度的大小E0
(3)若磁场方向垂直纸面向外,离子从磁场边缘上某点出磁场时,速度方向与直径PQ垂直,求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度B0的大小;
(4)若在该圆形区域内加如图乙所示交变的磁场(图中B1大小未知、方向垂直纸面,且以垂直于纸面向外为正方向),当离子从t=0时进入圆形磁场区域时,最后从Q点飞出,水平向右垂直打在硅片上,请写出磁场变化周期T满足的关系表达式。
共享时间:2021-02-20 难度:4 相似度:1.17
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:1.17
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:1.17

dygzwlyn

2022-02-27

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