(12分) 如圖所示,在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強電場,在第一、第四象限內(nèi)分別存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小相等,方向如圖所示.現(xiàn)有一個帶電粒子在該平面內(nèi)從X軸上的P點,以垂直于X軸的初速度進入勻強電場,恰好經(jīng)過y軸上的Q點且與y軸成450角射出電場,再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于X軸進入下面的磁場.已知OP之間的距離為d(不計粒子的重力)求:
(1)Q點的坐標;
(2)帶電粒子自進入電場至在磁場中第二次經(jīng)過X軸的時間.
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
在邊長為2a的正△ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的磁感強度為B的勻強磁場,有一帶正電q,質(zhì)量為m的粒子從距A點的D點垂直AB方向進入磁場,如下圖所示,求:
(1)粒子速率應(yīng)滿足什么條件,粒子能從AB間射出;
(2)粒子速率應(yīng)滿足什么條件,粒子能從AC間射出。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(14分)1932年美國物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器,巧妙地利用帶電粒子在磁場中的運動特點,解決了粒子的加速問題,F(xiàn)在回旋加速器被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和醫(yī)學(xué)設(shè)備中。某型號的回旋加速器的工作原理如圖(甲)所示,圖(乙)為俯視圖;匦铀倨鞯暮诵牟糠譃閮蓚D形盒,分別為D1、D2。D形盒裝在真空容器里,整個裝置放在巨大的電磁鐵兩極之間的強大磁場中,磁場可以認為是勻強磁場,且與D形盒底面垂直。兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。D形盒的半徑為R,磁場的磁感應(yīng)強度為B。設(shè)質(zhì)子從粒子源A處進入加速電場的初速度不計。質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q。加速器接入一定頻率的高頻交變電源,加速電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用。
(1)求質(zhì)子第1次經(jīng)過狹縫被加速后進人D2盒時的速度大小v1;
(2)求質(zhì)子第1次經(jīng)過狹縫被加速后進人D2盒后運動的軌道半徑r1;
(3)求質(zhì)子從靜止開始加速到出口處所需的時間t。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(15分)甲圖為質(zhì)譜儀的原理圖.帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的電場加速后,從G點垂直于MN進入偏轉(zhuǎn)磁場.該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為B,帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后,最終到達照相底片上的H點.測得G、H間的距離為d,粒子的重力忽略不計.
(1)設(shè)粒子的電荷量為q,質(zhì)量為m,試證明該粒子的比荷為:;
(2)若偏轉(zhuǎn)磁場的區(qū)域為圓形,且與MN相切于G點,如圖乙所示,其它條件不變。要保證上述粒子從G點垂直于MN進入偏轉(zhuǎn)磁場后不能打到MN邊界上(MN足夠長),求磁場區(qū)域的半徑應(yīng)滿足的條件。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)如圖所示,帶電平行金屬板PQ和MN之間的距離為d;兩金屬板之間有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。如圖建立坐標系,x軸平行于金屬板,與金屬板中心線重合,y軸垂直于金屬板。區(qū)域I的左邊界在y軸,右邊界與區(qū)域II的左邊界重合,且與y軸平行;區(qū)域II的左、右邊界平行。在區(qū)域I和區(qū)域II內(nèi)分別存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小均為B,區(qū)域I內(nèi)的磁場垂直于Oxy平面向外,區(qū)域II內(nèi)的磁場垂直于Oxy平面向里。一電子沿著x軸正向以速度v0射入平行板之間,在平行板間恰好沿著x軸正向做直線運動,并先后通過區(qū)域I和II。已知電子電量為e,質(zhì)量為m,區(qū)域I和區(qū)域II沿x軸方向?qū)挾染鶠?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/7e/8/ui9zf2.png" style="vertical-align:middle;" />。不計電子重力。
(1)求兩金屬板之間電勢差U;
(2)求電子從區(qū)域II右邊界射出時,射出點的縱坐標y;
(3)撤除區(qū)域I中的磁場而在其中加上沿x軸正向的勻強電場,使得該電子剛好不能從區(qū)域II的右邊界飛出。求電子兩次經(jīng)過y軸的時間間隔t。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,在直角坐標系的第一、二象限內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場,第三象限有沿y軸負方向的勻強電場;第四象限無電場和磁場。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v0從y軸上的M點沿x軸負方向進入電場,不計粒子的重力,粒子經(jīng)x軸上的N點和P點最后又回到M點,設(shè)OM=L,ON=2L。求:
(1)電場強度E的大;
(2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小和方向;
(3)粒子從M點進入電場經(jīng)N、P點最后又回到M點所用的時間。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分)水平放置的平行金屬板M N之間存在豎直向上的勻強電場和垂直于紙面的交變磁場(如圖a所示,垂直紙面向里為正),磁感應(yīng)強度=50T,已知兩板間距離d=0.3m,電場強度E=50V/m,M板中心上有一小孔P,在P正上方h=5cm處的O點,一帶電油滴自由下落,穿過小孔后進入兩板間,若油滴在t=0時刻進入兩板間,最后恰好從N板邊緣水平飛出。已知油滴的質(zhì)量 m=10kg,電荷量q=+2×10C(不計空氣阻力。重力加速度取g=10m/s2,取π=3)求:
(1)油滴在P點的速度;
(2)N板的長度;
(3)交變磁場的變化周期。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分)磁譜儀是測量粒子能量(即動能)的重要儀器。磁譜儀的工作原理如圖所示,放射源S發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q的粒子沿垂直磁場方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,被限束光欄Q限制在的小角度內(nèi),入射的粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后打到與束光欄平行的感光片P上,形成寬度為Δx的光帶。試求入射粒子的能量。(重力影響不計)
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖甲所示,線圈A、B緊靠在一起,當給線圈A通以如圖乙所示的電流(規(guī)定由a進入b流出為電流正方向)時,則電壓表的示數(shù)變化情況(規(guī)定電流由c進入電壓表為正方向)應(yīng)為下列圖中的( )
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