高考物理粒子在復(fù)合場中運(yùn)動_第1頁
高考物理粒子在復(fù)合場中運(yùn)動_第2頁
高考物理粒子在復(fù)合場中運(yùn)動_第3頁
高考物理粒子在復(fù)合場中運(yùn)動_第4頁
高考物理粒子在復(fù)合場中運(yùn)動_第5頁
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文檔簡介

1、粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動歷年高考題1(19分)如圖所示,ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道,AB段光滑水平,BC段為光滑圓弧,對應(yīng)的圓心角= 370,半徑r=2.5m,CD段平直傾斜且粗糙,各段軌道均平滑連接,傾斜軌道所在區(qū)域有場強(qiáng)大小為E=2×l05N/C、方向垂直于斜軌向下的勻強(qiáng)電場。質(zhì)量m=5×l0-2kg、電荷量q=+1×10-6C的小物體(視為質(zhì)點(diǎn))被彈簧槍發(fā)射后,沿水平軌道向左滑行,在C點(diǎn)以速度v0=3m/s沖上斜軌。以小物體通過C點(diǎn)時為計(jì)時起點(diǎn),0.1s以后,場強(qiáng)大小不變,方向反向。已知斜軌與小物體間的動摩擦因數(shù)=0.25。設(shè)小物體的電荷量保持不變,取g=

2、10m/s2sin370=0.6,cos370=0.8。(1)求彈簧槍對小物體所做的功; (2)在斜軌上小物體能到達(dá)的最高點(diǎn)為P,求CP的長度。2.(18分)如圖,一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面(紙面)。在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場,一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點(diǎn)射入柱形區(qū)域,在圓上的b點(diǎn)離開該區(qū)域,離開時速度方向與直線垂直。圓心O到直線的距離為。現(xiàn)將磁場換為平等于紙面且垂直于直線的勻強(qiáng)電場,同一粒子以同樣速度沿直線在a點(diǎn)射入柱形區(qū)域,也在b點(diǎn)離開該區(qū)域。若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,不計(jì)重力,求電場強(qiáng)度的大小。3. (16分)如圖所示,待測區(qū)域中存在勻強(qiáng)電場和勻

3、強(qiáng)磁場,根據(jù)帶電粒子射入時的受力情況可推測其電場和磁場. 圖中裝置由加速器和平移器組成,平移器由兩對水平放置、相距為l的相同平行金屬板構(gòu)成,極板長度為l、間距為d,兩對極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小相等、電場方向相反. 質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子經(jīng)加速電壓U0 加速后,水平射入偏轉(zhuǎn)電壓為U1 的平移器,最終從A點(diǎn)水平射入待測區(qū)域. 不考慮粒子受到的重力.(1)求粒子射出平移器時的速度大小v1;(2)當(dāng)加速電壓變?yōu)?U0 時,欲使粒子仍從A點(diǎn)射入待測區(qū)域,求此時的偏轉(zhuǎn)電壓U;(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測區(qū)域,剛進(jìn)入時的受力大小均為F. 現(xiàn)取水平向右為x軸正方向,建立如圖所示的直角坐標(biāo)系Oxyz

4、. 保持加速電壓為U0 不變,移動裝置使粒子沿不同的坐標(biāo)軸方向射入待測區(qū)域,粒子剛射入時的受力大小如下表所示.射入方向y-yz-z受力大小請推測該區(qū)域中電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及可能的方向. 4、(20分)勻強(qiáng)電場的方向沿x軸正向,電場強(qiáng)度E隨x的分布如圖所示。圖中E0和d均為已知量,將帶正電的質(zhì)點(diǎn)A在O點(diǎn)由能止釋放,A離開電場足夠遠(yuǎn)后,再將另一帶正電的質(zhì)點(diǎn)B放在O點(diǎn)也由靜止釋放,當(dāng)B在電場中運(yùn)動時,A、B間的相互作用力及相互作用能均為零;B離開電場后,A、B間的相作用視為靜電作用,已知A的電荷量為Q,A和B的質(zhì)量分別為m和,不計(jì)重力。(1)求A在電場中的運(yùn)動時間t;(2)若B的電荷量,求兩

5、質(zhì)點(diǎn)相互作用能的最大值; (3)為使B離開電場后不改變運(yùn)動方向,求B所帶電荷量的最大值qm。5(18分)如圖甲所示,相隔一定距離的豎直邊界兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場區(qū),磁場方向垂直紙面向里,在邊界上固定兩長為L的平行金屬極板MN和PQ,兩極板中心各有一小孔、,兩極板間電壓的變化規(guī)律如圖乙所示,正反向電壓的大小均為,周期為。在時刻將一個質(zhì)量為、電量為()的粒子由靜止釋放,粒子在電場力的作用下向右運(yùn)動,在時刻通過垂直于邊界進(jìn)入右側(cè)磁場區(qū)。(不計(jì)粒子重力,不考慮極板外的電場)(1)求粒子到達(dá)時的速度大小和極板距離(2)為使粒子不與極板相撞,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)滿足的條件。(3)若已保證了粒子未與極板相撞,

6、為使粒子在時刻再次到達(dá),且速度恰好為零,求該過程中粒子在磁場內(nèi)運(yùn)動的時間和磁感強(qiáng)度的大小6(20分)如圖所示,水平虛線X下方區(qū)域分布著方向水平、垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,整個空間存在勻強(qiáng)電場(圖中未畫出)。質(zhì)量為m,電荷量為+q的小球P靜止于虛線X上方A點(diǎn),在某一瞬間受到方向豎直向下、大小為I的沖量作用而做勻速直線運(yùn)動。在A點(diǎn)右下方的磁場中有定點(diǎn)O,長為l的絕緣輕繩一端固定于O點(diǎn),另一端連接不帶電的質(zhì)量同為m的小球Q,自然下垂。保持輕繩伸直,向右拉起Q,直到繩與豎直方向有一小于50的夾角,在P開始運(yùn)動的同時自由釋放Q,Q到達(dá)O點(diǎn)正下方W點(diǎn)時速率為v0。P、Q兩小球在W點(diǎn)發(fā)生正碰,

7、碰后電場、磁場消失,兩小球粘在一起運(yùn)動。P、Q兩小球均視為質(zhì)點(diǎn),P小球的電荷量保持不變,繩不可伸長,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。 (1)求勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大小和P進(jìn)入磁場時的速率v; (2)若繩能承受的最大拉力為F,要使繩不斷,F(xiàn)至少為多大? (3)求A點(diǎn)距虛線X的距離s。7.(20分)對鈾235的進(jìn)一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義。如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子,從容器A下方的小孔S1不斷飄入加速電場,其初速度可視為零,然后經(jīng)過小孔S2垂直與磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均強(qiáng)磁場中,做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動,離子行進(jìn)半個圓周后離開磁場并被收集,離開磁場時離子束的等效電流

8、I。不考慮離子重力及離子間的相互作用。(1)求加速電場的電壓U;(2)求出在離子被收集的過程中任意間t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量M;(3)實(shí)際上加速電壓的大小會在U±U范圍內(nèi)微小變化。若容器A中有電荷量相同的鈾235和鈾238兩種離子,如前述情況它們經(jīng)電場加速后進(jìn)入磁場中發(fā)生分離,為使這兩種離子在磁場中運(yùn)動的軌跡不發(fā)生交疊,應(yīng)小于多少?(結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示,保留兩位有效數(shù)字)8.(20分)如圖所示,兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調(diào)的電源上。兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。將噴墨打印機(jī)的噴口靠近上板下表面,從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量

9、的墨滴。調(diào)節(jié)電源電壓至U,墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運(yùn)動;進(jìn)入電場、磁場共存區(qū)域后最終垂直打在下板的M點(diǎn)。 (1)判斷墨滴所帶電荷的種類,并求其電荷量; (2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值; (3)現(xiàn)保持噴口方向不變,使其豎直下移到兩板中間的位置。為了使墨滴仍能到達(dá)下板肜點(diǎn),應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至B/,則B/的大小為多少?9(18分)有人設(shè)計(jì)了一種帶電顆粒的速率分選裝置,其原理如題24圖所示,兩帶電金屬板間有勻強(qiáng)電場,方向豎直向上,其中PQNM矩形區(qū)域內(nèi)還有方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。一束比荷(電荷量與質(zhì)量之比)均為的帶正電顆粒,以不同的速率沿著磁場區(qū)域的水平中心線OO進(jìn)入兩金屬板之間,其中速率

10、為的顆粒剛好從Q點(diǎn)處離開磁場,然后做勻速直線運(yùn)動到達(dá)收集板。重力加速度為g,收集板與NQ的距離為,不計(jì)顆粒間相互作用。求(1)電場強(qiáng)度E的大??;(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?(3)速率為的顆粒打在收集板上的位置到O點(diǎn)的距離。10圖(a)所示的xOy平面處于勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與xOy平面(紙面)垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的周期為T,變化圖線如圖(b)所示。當(dāng)B為+B0時,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向指向紙外。在坐標(biāo)原點(diǎn)O有一帶正電的粒子P,其電荷量與質(zhì)量之比恰好等于2/(TB0)。不計(jì)重力。設(shè)P在某時刻t0以某一初速度沿y軸正向自O(shè)點(diǎn)開始運(yùn)動,將它經(jīng)過時間T到達(dá)的點(diǎn)記為A。(1)若t0=0,則直線OA與x

11、軸的夾角是多少?(2) 若t0=T/4,則直線OA與x軸的夾角時多少?(3)為了使直線OA與x軸的夾角為/4,在0<t0<T/4的范圍內(nèi),t0應(yīng)取何值?11.(分)如圖,勻強(qiáng)電場中有一半徑為的光滑絕緣圓軌道,軌道平面與電場方向平行。、b為軌道直徑的兩端,該直徑與電場方向平行。一電荷為(q>)的質(zhì)點(diǎn)沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動.經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時對軌道壓力的大小分別為N和不計(jì)重力,求電場強(qiáng)度的大小、質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時的動能。12(19分)一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的帶電粒子在勻強(qiáng)電場的作用下,在t=0時由靜止開始運(yùn)動,場強(qiáng)隨時間變化的規(guī)律如圖所示,不計(jì)重力。求在t=0到t=T的時

12、間間隔內(nèi)粒子位移的大小和方向粒子沿初始電場反方向運(yùn)動的時間13.如圖所示,兩平行金屬板間距為d,電勢差為U,板間電場可視為勻強(qiáng)電場,金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子,由靜止開始從正極板出發(fā),經(jīng)電場加速后射出,并進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動。忽略重力的影響,求:(1)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E 的大?。海?)粒子從電場射出時速度v的大?。海?)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑R。(注意:解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量,要在解題時做必要的說明)14(16分)在科學(xué)研究中,可以通過施加適當(dāng)?shù)碾妶龊痛艌鰜韺?shí)現(xiàn)對帶電粒子運(yùn)動的控制。 如題15-1圖所示的xOy平面處于勻強(qiáng)電

13、場和勻強(qiáng)磁場中,電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間作周期性變化的圖象如題15-2圖所示。 x軸正方向?yàn)镋的正方向,垂直紙面向里為B的正方向。 在坐標(biāo)原點(diǎn)O有一粒子P,其質(zhì)量和電荷量分別為m和+q。 不計(jì)重力。 在時刻釋放P,它恰能沿一定軌道做往復(fù)運(yùn)動。(1)求P在磁場中運(yùn)動時速度的大小;(2)求應(yīng)滿足的關(guān)系;(3)在時刻釋放P,求P速度為零時的坐標(biāo)。16.(18分)一圓筒的橫截面如圖所示,其圓心為O。筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。圓筒下面有相距為d的平行金屬板M、N,其中M板帶正電荷N板帶等量負(fù)電荷。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子自M板邊緣的P處由靜止釋放,經(jīng)N板的小孔S以速度

14、v沿半徑SO方向射入磁場中粒子與圈筒發(fā)生兩次碰撞后仍從S孔射出,設(shè)粒子與圓筒碰撞過程中沒有動能損失,且電荷量保持不變,在不計(jì)重力的情況下,求:(1)M、N間電場強(qiáng)度E的大??;(2)圓筒的半徑R:(3)保持M、N間電場強(qiáng)度E不變,僅將M板向上平移2/3d,粒子仍從M板邊緣的P處由靜止釋放粒子自進(jìn)入圓筒至從S孔射出期間,與圓筒的碰撞次數(shù)n。17(16分)xabcByOPEv0如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xoy,在第象限內(nèi)有平行于軸的勻強(qiáng)電場,方向沿y正方向;在第象限的正三角形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場,方向垂直于xoy平面向里,正三角形邊長為L,且邊與y軸平行。一質(zhì)量為、電荷量為q的粒子,從y軸上的點(diǎn),以大小為

15、的速度沿x軸正方向射入電場,通過電場后從x軸上的點(diǎn)進(jìn)入第象限,又經(jīng)過磁場從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第象限,且速度與y軸負(fù)方向成45°角,不計(jì)粒子所受的重力。求:(1)電場強(qiáng)度E的大小;(2)粒子到達(dá)點(diǎn)時速度的大小和方向;(3)區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值。18(19分)如圖所示,豎直平面(紙面)內(nèi)有平面直角坐標(biāo)系x0y,x軸沿水平方向。在x0的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場。在第二象限緊貼y軸固定放置長為、表面粗糙的不帶電絕緣平板,平板平行x軸且與x軸相距h。在第一象限內(nèi)的某區(qū)域存在方向互相垂直的勻強(qiáng)磁場(磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2,方向垂直于紙面向外)和勻強(qiáng)電場(圖

16、中未畫出)。一質(zhì)量為m、不帶電的小球Q從平板下側(cè)A點(diǎn)沿x正向拋出;另一質(zhì)量也為m、帶電量為q的小球P從A點(diǎn)緊貼平板沿x軸正向運(yùn)動,變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動后從y軸上的D點(diǎn)進(jìn)入電磁場區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動,經(jīng)圓周離開電磁場區(qū)域,沿y軸負(fù)方向運(yùn)動,然后從x軸上的K點(diǎn)進(jìn)入第四象限。小球P、Q相遇在第四象限內(nèi)的某一點(diǎn),且豎直方向速度相同。設(shè)運(yùn)動過程中小球P的電量不變,小球P和Q始終在紙面內(nèi)運(yùn)動且均看作質(zhì)點(diǎn),重力加速度為g。求:(1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小,并判斷P球所帶電荷的正負(fù);(2)小球Q的拋出速度v0取值范圍;(3)B1是B2的多少倍?19. (20分)如圖甲,空間存在范圍足夠大的垂直于xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁

17、感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。讓質(zhì)量為m,電量為q(q<0)的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿加xoy平面以不同的初速度大小和方向入射到該磁場中。不計(jì)重力和粒子間的影響。(1)若粒子以初速度v1沿y軸正向入射,恰好能經(jīng)過x 軸上的A(a,0)點(diǎn),求v1的大?。?2)已知一粒子的初建度大小為v(v>v1)為使該粒子能經(jīng)過A(a,0)點(diǎn),其入射角(粒子初速度與x軸正向的夾角)有幾個?并求出對應(yīng)的sin值:(3)如圖乙,若在此空間再加入沿y軸正向、大小為E的勻強(qiáng)電場,一粒子從O點(diǎn)以初速度v0沿x軸正向發(fā)射。研究表明:粒子在xoy平面內(nèi)做周期性運(yùn)動,且在任一時刻,粒子速度的x分量vx與其所在位置的y坐標(biāo)成正比,比例

18、系數(shù)與場強(qiáng)大小E無關(guān)。求該粒子運(yùn)動過程中的最大速度值vm。20、(18分)如圖所示,在坐標(biāo)系xoy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的磁場,磁場方向垂直于xoy平面向里;第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E。一帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子,自y軸上的P點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限,經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限,隨即撤去電場,以后僅保留磁場。已知OPd,OQ2d。不計(jì)粒子重力。(1)求粒子過Q點(diǎn)時速度的大小和方向。(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一確定值B0,粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限,求B0的大小。(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值,經(jīng)過一段時間后粒子將再次經(jīng)過Q點(diǎn),且速度與第一次過Q

19、點(diǎn)時相同,求該粒子相鄰兩次經(jīng)過Q點(diǎn)所用的時間。21(17分)在如圖所示的豎直平面內(nèi)。水平軌道CD和傾斜軌道GH與半徑r =m的光滑圓弧軌道分別相切于D點(diǎn)和G點(diǎn),GH與水平面的夾角 = 37 0。過G點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面左側(cè)有勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 1.25T;過D點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面右側(cè)有勻強(qiáng)電場,電場方向水平向右,電場強(qiáng)度E = 1×104N/C。小物體P1質(zhì)量m = 2×10-3kg、電荷量q = +8×10-6C,受到水平向右的推力F = 9.98×10-3N的作用,沿CD向右做勻速直線運(yùn)動,到達(dá)D點(diǎn)后撤去推力。

20、當(dāng)P1到達(dá)傾斜軌道底端G點(diǎn)時,不帶電的小物體P2在GH頂端靜止釋放,經(jīng)過時間t = 0.1s與P1相遇。P1和P2與軌道CD、GH間的動摩擦因數(shù)均為u = 0. 5,取g = 10m/s2,sin370 = 0.6,cos370 = 0.8,物體電荷量保持不變,不計(jì)空氣阻力。求: 小物體P1在水平軌道CD上運(yùn)動速度v的大??; 傾斜軌道GH的長度s。22(20分)如圖,O、A、B為同一豎直平面內(nèi)的三個點(diǎn),OB沿豎直方向,=60°,OB=OA。將一質(zhì)量為m的小球以一定的初動能自O(shè)點(diǎn)水平向右拋出,小球在運(yùn)動過程中恰好通過A點(diǎn)。使此小球帶電,電荷量為q(q0),同時加一勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)方向與O

21、AB所在平面平行。現(xiàn)從O點(diǎn)以同樣的初動能沿某一方向拋出此帶電小球,該小球通過了A點(diǎn),到達(dá)A點(diǎn)時的動能是初動能的3倍;若該小球從O點(diǎn)以同樣的初動能沿另一方向拋出,恰好通過B點(diǎn),且到達(dá)B點(diǎn)的動能為初動能的6倍,重力加速度大小為g。求(1)無電場時,小球到達(dá)A點(diǎn)時的動能與初動能的比值; (2)電場強(qiáng)度的大小和方向。23(20 分)如圖,在第一象限存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直 于紙面(吁平面)向外;在第四象限存在勻強(qiáng)電場,方向沿x軸負(fù)向。在;;軸正半軸上某點(diǎn)以與X軸正向平行、大小為w的速度發(fā)射出一帶正電荷的粒子,該粒子在(d,0)點(diǎn)沿垂直于x軸的方向進(jìn)人電場。不計(jì)重力。若該粒子離開電場時速度方向與

22、軸負(fù)方向的夾角為<9,求(1 )電場強(qiáng)度大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值;(2)該粒子在電場中運(yùn)動的時間。24(20分)同步加速器在粒子物理研究中有重要的應(yīng)用,其基本原理簡化為如圖所示的模型、為兩塊中心開有小孔的平行金屬板質(zhì)量為、電荷量為的粒子(不計(jì)重力)從板小孔飄入板間,初速度可視為零每當(dāng)進(jìn)入板間,兩板的電勢差變?yōu)?,粒子得到加速,?dāng)離開板時,兩板的電荷量均立即變?yōu)榱銉砂逋獠看嬖诖怪奔埫嫦蚶锏膭驈?qiáng)磁場,在磁場作用下做半徑為的圓周運(yùn)動,遠(yuǎn)大于板間距離經(jīng)電場多次加速,動能不斷增大,為使保持不變,磁場必須相應(yīng)的地化不計(jì)粒子加速時間及其做圓周運(yùn)動產(chǎn)生的電磁輻射,不考慮磁場變化對粒子速度的影響及相對論效

23、應(yīng)求(1)運(yùn)動第1周時磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。唬?)在運(yùn)動第周的時間內(nèi)電場力做功的平均功率;(3)若有一個質(zhì)量也為、電荷量為(為大于1的整數(shù))的粒子(不計(jì)重力)與同時從板小孔飄入板間,、初速度均可視為零,不計(jì)兩者間的相互作用,除此之外,其他條件均不變下圖中虛線、實(shí)線分別表示、的運(yùn)動軌跡在的軌跡半徑遠(yuǎn)大于板間距離的前提下,請指出哪個圖能定性地反映、的運(yùn)動軌跡,并經(jīng)推導(dǎo)說明理由25、(20分)如圖甲所示,間距為d垂直于紙面的兩平行板P、Q間存在勻強(qiáng)磁場。取垂直于紙面向里為磁場的正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時刻,一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(不計(jì)重力),以初速度v0由Q板左

24、端靠近板面的位置,沿垂直于磁場且平行于板面的方向射入磁場區(qū)。當(dāng)B0和TB取某些特定值時,可使t=0時刻入射的粒子經(jīng)時間恰能垂直打在P板上(不考慮粒子反彈)。上述m、q、d、v0為已知量。(1)若,求B0;(2)若,求粒子在磁場中運(yùn)動時加速度的大小;(3)若,為使粒子仍能垂直打在P板上,求TB。26(11分)如圖所示,水平放置的不帶電的平行金屬板p和h相距h,與圖示電路相連,金屬板厚度不計(jì),忽略邊緣效應(yīng)。p板上表面光滑,涂有絕緣層,其上O點(diǎn)右側(cè)相距h處有小孔K;b板上有小孔T,且O、T在同一條豎直線上,圖示平面為豎直平面。質(zhì)量為m、電荷量為- q(q > 0)的靜止粒子被發(fā)射裝置(圖中未畫

25、出)從O點(diǎn)發(fā)射,沿P板上表面運(yùn)動時間t后到達(dá)K孔,不與板碰撞地進(jìn)入兩板之間。粒子視為質(zhì)點(diǎn),在圖示平面內(nèi)運(yùn)動,電荷量保持不變,不計(jì)空氣阻力,重力加速度大小為g。 求發(fā)射裝置對粒子做的功; 電路中的直流電源內(nèi)阻為r,開關(guān)S接“1”位置時,進(jìn)入板間的粒子落在h板上的A點(diǎn),A點(diǎn)與過K孔豎直線的距離為l。此后將開關(guān)S接“2”位置,求阻值為R的電阻中的電流強(qiáng)度; 若選用恰當(dāng)直流電源,電路中開關(guān)S接“l(fā)”位置,使進(jìn)入板間的粒子受力平衡,此時在板間某區(qū)域加上方向垂直于圖面的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小合適的勻強(qiáng)磁場(磁感應(yīng)強(qiáng)度B只能在0Bm=范圍內(nèi)選?。沽W忧『脧腷板的T孔飛出,求粒子飛出時速度方向與b板板面夾角的所

26、有可能值(可用反三角函數(shù)表示)。27(18分)如題9圖所示,在無限長的豎直邊界NS和MT間充滿勻強(qiáng)電場,同時該區(qū)域上、下部分分別充滿方向垂直于NSTM平面向外和向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B,KL為上下磁場的水平分界線,在NS和MT邊界上,距KL高h(yuǎn)處分別有P、Q兩點(diǎn),NS和MT間距為1.8h。質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子從P點(diǎn)垂直于NS邊界射入該區(qū)域,在兩邊界之間做圓周運(yùn)動,重力加速度為g。(1)求該電場強(qiáng)度的大小和方向。(2)要使粒子不從NS邊界飛出,求粒子入射速度的最小值。(3)若粒子能經(jīng)過Q點(diǎn)從MT邊界飛出,求粒子入射速度的所有可能值。28 . (16 分) 某裝置用磁場控制帶

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