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当前位置:首页 > 高中物理试题 > 带电粒子在匀强磁场中的运动
题型:计算题
难度:困难

(9分)如图所示,在x轴上方有一竖直向下的匀强电场区域,电场强度为E=500V/m。x轴下方分布有很多磁感应强度为B=1T的条形匀强磁场区域,其宽度均为d1=3cm,相邻两磁场区域的间距为d2=4cm。现将一质量为m=5×10-13kg、电荷量为q=1×10-8C的带正电的粒子(不计重力)从y轴上的某处静止释放,则:

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(1)若粒子从坐标(0,h1)点由静止释放,要使它经过x轴下方时,不会进入第二磁场区,h1应满足什么条件?

(2)若粒子从坐标(0,5cm)点由静止释放,求自释放到第二次过x轴的时间(π取3.14)。

 

题型:选择题
难度:中等

如图所示,在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子同时从边界上的O点沿与PQθ角的方向以相同的速度v射入磁场中,则关于正、负电子,下列说法不正确的是

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A. 在磁场中运动的时间相同             B. 在磁场中运动的轨道半径相同

C. 出边界时两者的速度相同             D. 出边界点到O点处的距离相等

 

题型:计算题
难度:中等

(12分)如图所示,虚线上方有匀强电场,方向竖直向下,虚线上下方均有磁感应强度相同的匀强磁场,方向垂直纸面向外,ab是一根长为L的绝缘细杆,沿电场线放置在虚线上方的场中,b端在虚线上.将一套在杆上的带正电的重力忽略不计的小球从a端由静止释放后,小球先做加速运动,后做匀速运动到达b端.已知小球与绝缘杆间的动摩擦因数μ=0.3,当小球脱离杆进入虚线下方后,运动轨迹是半圆,圆的半径是L/3,求:

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(1)小球从b端脱离时的速度

2)带电小球从ab运动过程中克服摩擦力所做的功与电场力所做功的比值

 

题型:计算题
难度:困难

如图所示,在平面直角坐标系xOy第一象限内分布有垂直xOy向外的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.5×10-2 T.在第二象限紧贴y轴并垂直y轴放置一对平行金属板MN,极板间距d=0.4 m,MN中心轴线离x轴0.3 m.极板与左侧电路相连接,通过移动滑动头P可以改变极板MN间的电压a、b为滑动变阻器的最下端和最上端滑动变阻器的阻值分布均匀a、b两端所加电压U=1×102 VMN中心轴线上距y轴距离为L=0.4 m处,有一粒子源S沿x轴正方向连续射出比荷为满分5 manfen5.com=4.0×106 C/kg,速度为v0=2.0×104 m/s带正电的粒子,粒子经过y轴进入磁场,经过磁场偏转后射出磁场而被收集忽略粒子的重力和粒子之间的相互作用

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1当滑动头Pa端时,求粒子在磁场中做圆周运动的半径R0

2当滑动头Pab正中间时,求粒子射入磁场时速度的大小;

3滑动头P的位置不同则粒子在磁场中运动的时间也不同,求粒子在磁场中运动的最长时间.

 

题型:选择题
难度:中等

如图,一重力不计的带电粒子以一定的速率从a点对准圆心射入一圆形匀强磁场,恰好从b点射出。增大粒子射入磁场的速率,下列判断正确的是(   )

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A.该粒子带正电                B.该粒子带负电    

C.粒子从ab间射出              D.粒子从bc间射出

 

题型:计算题
难度:困难

如图所示是研究光电效应现象的实验电路,满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com为两正对的圆形金属板,两板间距为满分5 manfen5.com,板的半径为满分5 manfen5.com,且满分5 manfen5.com。当满分5 manfen5.com板正中受一频率为满分5 manfen5.com的细束紫外线照射时,照射部位发射沿不同方向运动的光电子,形成光电流,从而引起电流表的指针偏转。已知普朗克常量h、电子电荷量e、电子质量m。

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(1)若闭合开关S,调节滑片P逐渐增大极板间电压,可以发现电流逐渐减小。当电压表示数为满分5 manfen5.com时,电流恰好为零。求:

金属板N的极限频率满分5 manfen5.com

将图示电源的正负极互换,同时逐渐增大极板间电压,发现光电流逐渐增大,当电压达到满分5 manfen5.com之后,电流便趋于饱和。求此电压满分5 manfen5.com

(2)开关S断开,在MN间加垂直于纸面的匀强磁场,逐渐增大磁感应强度,也能使电流为零,求磁感应强度B至少为多大时,电流为零。

 

题型:计算题
难度:困难

(19分)如图所示,在平面坐标系xoy内,第象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场圆心在M(L,0)点,磁场方向垂直于坐标平面向外,一带正电粒子从第象限中的Q(-2L,-L)点以速度v0沿x轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,从P(2L,0)点射出磁场。不计粒子重力。求:

(1)电场强度与磁感应强度的大小之比;

(2)粒子在磁场与电场中运动的时间之比。

 

题型:计算题
难度:中等

(12分)如图所示,水平放置的两块长直平行金属板ab相距为db板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m、电荷量为+q的带电粒子(不计重力),从a板左端贴近a板处以大小为v0的初速度水平射入板间,在匀强电场作用下,刚好从b板的狭缝P处穿出,穿出时的速度方向与b板所成的夹角为θ=30°,之后进入匀强磁场做圆周运动,最后粒子碰到b板的Q点(图中未画出)。求:

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(1)ab板之间匀强电场的电场强度E和狭缝P与b板左端的距离。

(2)PQ两点之间的距离L

 

题型:选择题
难度:中等

如图所示,甲带正电,乙是不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起,置于粗糙的固定斜面上,地面上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场,现用平行于斜面的恒力F拉乙物块,在使甲、乙一起保持相对静止沿斜面向上加速运动的阶段中(    )

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A.甲、乙两物块间的摩擦力不断增大

B.甲、乙两物块间的摩擦力保持不变

C.甲、乙两物块间的摩擦力不断减小

D.乙物块与斜面之间的摩擦力不断减小

 

题型:计算题
难度:困难

如图所示,在第一、二象限存在场强均为E的匀强电场,其中第一象限的匀强电场的方向沿x轴正方向,第二象限的电场方向沿x轴负方向。在第三、四象限矩形区域ABCD内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,矩形区域的AB边与x轴重合。M是第一象限中无限靠近y轴的一点,在M点有一质量为m、电荷量为e的质子,以初速度v0沿y轴负方向开始运动,恰好从N点进入磁场,若满分5 manfen5.com,不计质子的重力,试求:

(1)N点横坐标d;

(2)若质子经过磁场最后能无限靠近M点,则矩形区域的最小面积是多少;

(3)在(2)的前提下,该质子由M点出发返回到无限靠近M点所需的时间。

 

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