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206141. (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:2025-03-28 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,带电粒子由磁场进入电场中的运动,
[答案]
(1)粒子的初速度为
(2)同时发射出的粒子离开磁场Ⅱ的最大时间间隔为
(3)若磁场Ⅱ的上边界可以上下调节,且不与磁场Ⅰ重叠,粒子射出磁场Ⅱ上边界范围的最小值为
[解析]
解:(1)由

由动能定理



(2)在磁场1中粒子的偏转角度差
Δθ1=120°﹣60°=60°
时间间隔
在磁场2中粒子的偏转角度差Δθ2=240°﹣120°=120°
时间间隔

(3)当磁场2边界与圆形磁场1相切时

粒子射出的宽度最小,两边粒子在磁场Ⅱ中向右移动的距离相同,所以粒子出射的距离等于粒子两边射出和直径粒子的距离差。

AC=2R2cos30°
dmin=2R2﹣AC

答:(1)粒子的初速度为
(2)同时发射出的粒子离开磁场Ⅱ的最大时间间隔为
(3)若磁场Ⅱ的上边界可以上下调节,且不与磁场Ⅰ重叠,粒子射出磁场Ⅱ上边界范围的最小值为
[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,带电粒子由磁场进入电场中的运动,",属于"典型题",熟悉题型是解题的关键。
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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:2
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
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:1.67
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:1.67
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:1.67
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:1.67
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
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:1.67
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:1.34
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
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:
德优题库
(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 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

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2025-03-28

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