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当前位置:首页 > 高中物理试题 > 带电粒子在混合场中的运动
题型:计算题
难度:困难

如图所示,在某空间建立一坐标xOy,其间充满着x正方向的匀强电场,场强E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的匀强磁场,磁感强度B=2.5T。今有一带负电微粒质量满分5 manfen5.comkg,电量q=-5×10-7 C。在该空间恰能做匀速直线运动。求:

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(1)试分析该题中重力可否忽略不计(需通过计算说明)。

(2)该微粒运动的速度。

(3)若该微粒飞经y轴的某点M时,突然将磁场撤去而只保留电场,则微粒将再次经过y轴的N点,则微粒从M到N运动的时间为多长,MN两点间的距离为多大?(图中MN在坐标上未标出)          

 

题型:选择题
难度:中等

如图所示,金属板放在垂直于它的匀强磁场中,当金属板中有电流通过时,在金属板的上表面A和下表面A′之间会出现电势差,这种现象称为霍尔效应。若匀强磁场的磁感应强度为B,金属板宽度为h、厚度为d,通有电流I,稳定状态时,上、下表面之间的电势差大小为U。已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为满分5 manfen5.com。则下列说法中正确的是

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A.在上、下表面形成电势差的过程中,电子受到的洛仑兹力方向向上

B.达到稳定状态时,金属板上表面A的电势高于下表面A′的电势

C.只将金属板的厚度d减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为U/2

D.只将电流I减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为U/2

 

题型:计算题
难度:困难

(22分)如图所示,在x轴下方的区域内存在方向与y轴相同的匀强电场,电场强度为E.在x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于xy平面并指向纸面外,磁感应强度为B.y轴下方的A点与O点的距离为d,一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放,经电场加速后从O点射入磁场.不计粒子的重力作用.

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(1)求粒子在磁场中运动的轨道半径r.

(2)要使粒子进入磁场之后不再经过x轴,电场强度需大于或等于某个值E0,求E0.

(3)若电场强度E等于第2E0满分5 manfen5.com,求粒子经过x轴时的位置.

 

题型:计算题
难度:中等

如图所示,左侧装置内存在着匀强磁场和方向竖直向下的匀强电场,装置上、下两极板间电势差为U,间距为L;右侧为台形匀强磁场区域ACDH,其中,AH//CD,AH=4L。一束电荷量大小为q、质量不等的带电粒子 (不计重力、可视为质点),从狭缝S1射人左侧装置中恰能沿水平直线运动并从狭缝S2射出,接着粒子垂直于AH、由AH的中点M射人台形区域,最后全部从边界AC射出。若两个区域的磁场方向均水平(垂直于纸面向里)、磁感应强度大小均为B,台形宽度MN=L,忽略电场、磁场的边缘效应及粒子间的相互作用。

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(1)判定这束粒子所带电荷的种类,并求出粒子速度的大小;

(2)求出这束粒子可能的质量最小值和最大值;

(3)求出(2)问中偏转角度最大的粒子在台形区域中运动的时间。

 

题型:选择题
难度:中等

如图所示,在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电场的电场强度为E,方向竖直向下,磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,一质量为m的带电粒子,在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动,则可判断该带电质点(    )

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A.带有电荷量为满分5 manfen5.com的负电荷        

B.沿圆周逆时针运动       

C.运动的角速度为满分5 manfen5.com              

D.运动的速率为满分5 manfen5.com

 

题型:计算题
难度:中等

(12分)如右上图,在xOy平面第一象限整个区域分布一匀强电场,电场方向平行y轴向下.在第四象限内存在一有界匀强磁场,左边界为y轴,右边界为满分5 manfen5.com的直线,磁场方向垂直纸面向外.一质量为m、带电荷量为+q的粒子从y轴上P点以初速度v0垂直y轴射人匀强电场,在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成450角进入匀强磁场.已知OQ=l,不计粒子重力.求:

(1)粒子到达Q点的速度vQ为多大?

(2)P点的纵坐标是多少?

(3)若该粒子在磁场中运动时刚好不会穿过y轴,求磁感应强度B的大小.

 

题型:计算题
难度:困难

如图所示,在某空间建立一坐标xoy,其间充满着x正方向的匀强电场,场强E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的匀强磁场,磁感强度B=2.5T。今有一带负电微粒质量满分5 manfen5.com kg,电量q=-5×10-7  C。在该空间恰能做匀速直线运动。求:

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(1)试分析该题中重力可否忽略不计(需通过计算说明)。

(2)该微粒运动的速度。

(3)若该微粒飞经y轴的某点M时,突然将磁场撤去而只保留电场,则微粒将再次经过y轴的N点,则微粒从M到N运动的时间为多长,MN两点间的距离为多大?(图中MN在坐标上未标出)

 

题型:计算题
难度:压轴

(16分)A、B是在真空中水平正对的两块金属板,板长L=40cm,板间距d=24cm,在B板左侧边缘有一粒子源,能连续均匀发射带负电的粒子,粒子紧贴B板水平向右射入,如图甲所示,带电粒子的比荷为满分5 manfen5.com=1.0×108C/kg,初速度v0=2×105m/s(粒子重力不计),在A、B两板间加上如图乙所示的电压,电压的周期T=2.0×10-6s,t=0时刻A板电势高于B板电势,两板间电场可视为匀强电场,电势差U0=360V,A、B板右侧相距s=2cm处有一边界MN,在边界右侧存在一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=满分5 manfen5.comT,磁场中放置一“>”型荧光板,位置如图所示,板与水平方向夹角θ=37°,不考虑粒子之间相互作用及粒子二次进入磁场的可能,求:

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带电粒子在AB间偏转的最大侧向位移ymax

带电粒子从电场中射出到MN边界上的宽度Δy;

经过足够长时间后,射到荧光板上的粒子数占进入磁场粒子总数的百分比k。

 

题型:计算题
难度:困难

(18分)如图所示,在xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场,变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、沿y轴正方向电场强度为正)。在t=0时刻由原点O发射初速度大小为vo,方向沿y轴正方向的带负电粒子。

已知v0、t0、B0,粒子的比荷为满分5 manfen5.com,不计粒子的重力。求:

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(1) t= t0时,求粒子的位置坐标;

(2)若t=5t0时粒子回到原点,求0~5to时间内粒子距x轴的最大距离;

(3)若粒子能够回到原点,求满足条件的所有E0值。

 

题型:计算题
难度:困难

(22分)如图所示,平面直角坐标系xoy中,在第二象限内有竖直放置的两平行金属板,其中右板开有小孔;在第一象限内存在内、外半径分别为满分5 manfen5.com、R的半圆形区域,其圆心与小孔的连线与x轴平行,该区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里:在y<0区域内有电场强度为E的匀强电场,方向与x轴负方向的夹角为60°。一个质量为m,带电量为-q的粒子(不计重力),从左金属板由静止开始经过加速后,进入第一象限的匀强磁场。求:

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(1)若两金属板间的电压为U,粒子离开金属板进入磁场时的速度是多少?

(2)若粒子在磁场中运动时,刚好不能进入的中心区域,此情形下粒子在磁场中运动的速度大小。

(3)在(2)情形下,粒子运动到y<0的区域,它第一次在匀强电场中运动的时间。

 

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