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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
[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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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:
德优题库
(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:2
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:2
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:1.75
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
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
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:
德优题库
(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 相似度:1.34
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: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
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
183209. (2017•西安中学•高一下期末) 一电荷量为q,质量为m的正电荷从静止出发被1000V的电压加速,然后进入另一个电场强度为500N/C的匀强偏转电场,进入时的速度方向与偏转电场的方向垂直.已知偏转电极长6cm,正电荷最终从偏转电场顺利射出.求该正电荷在偏转电场中沿电场线方向运动的距离(正电荷的重力忽略不计).
共享时间:2017-07-16 难度:1 相似度:1.33
162655. (2022•高新一中•高二上期中) 德优题库如图所示,xOy坐标系在y>0空间存在场强为E,方向沿y轴正向的匀强电场,在y<0的空间存在磁感应强度为B、垂直于xoy平面向里的匀强磁场。P点位于y轴上,距离原点O的距离为OP=h。一质量为m,带电量为-q(q>0)的带电粒子,从P点以垂直于y轴的初速度向右射出,粒子重力和空气阻力忽略不计。
(1)若初速度为v0,求带电粒子刚进入磁场时的位置到O的距离x;
(2)若带电粒子从P点飞出后经过x轴上的D点,进入磁场后仍能回到P点,求D到O的距离d;
(3)若带电粒子经过电场和磁场,能通过x轴上与O相距为L的D'点,试讨论初速度vp所有可能满足的条件(用m、q、B、E、h表示)。
共享时间:2022-11-30 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
183178. (2017•西安中学•高二上期末) 如图所示,在半径为R=的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B,圆形区域右侧有一竖直感光板,从圆弧顶点P以速率v0的带正电粒子平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电量为q,粒子重力不计.
(1)若粒子对准圆心射入,求它在磁场中运动的时间;
(2)若粒子对准圆心射入,且速率为v0,求它打到感光板上时速度的垂直分量;
(3)若粒子以速度v0从P点以任意角入射,试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上.
共享时间:2017-02-21 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
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

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2025-03-27

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