- 磁场
- 共810题
23.如下图,竖直平面坐标系xOy的第一象限,有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场,大小分别为B和E;第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场,大小也为E;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道,轨道最高点与坐标原点O相切,最低点与绝缘光滑水平面相切于N.一质量为m的带电小球从y轴上(y>0)的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动,恰好通过坐标原点O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过N点水平进入第四象限,并在电场中运动(已知重力加速度为g).
(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量;
(2)P点距坐标原点O至少多高;
(3)若该小球以满足(2)中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过N点开始计时,经时间t=2小球距坐标原点O的距离s为多远?
正确答案
解析:(1)小球进入第一象限正交的电场和磁场后,在垂直磁场的平面内做圆周运动,说明重力与电场力平衡,
设小球所带电荷量为q,则有qE=mg
解得:
又电场方向竖直向上,
故小球带正电.
(2)设小球做匀速圆周运动的速度为v、轨道半径为r,
由洛伦兹力提供向心力得:qBv=mv2/r
小球恰能通过半圆轨道的最高点并沿轨道运动,
则应满足:mg=mv2/R
由②③④得:
即PO的最小距离为:
(3)小球由O运动到N的过程中设到达N点的速度为vN,
由机械能守恒定律得:
由④⑦解得:
小球从N点进入电场区域后,在绝缘光滑水平面上做类平抛运动,
设加速度为a,
则有:沿x轴方向有:x=vNt
沿电场方向有:
由牛顿定律得:
t时刻小球距O点为:
解析
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知识点
25.
正确答案
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20.如图所示,有一倾角为300的光滑斜面,匀强磁场垂直斜面,匀强电场沿斜面向上并垂直斜面底边。一质量为m、带电荷量为q的小球,以速度v恰好能在斜面上做半径为R匀速圆周运动。则( )
正确答案
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25.如图所示,真空中有一半径r=0.5m的圆形磁场区域,圆与x轴相切于坐标 原点O,磁场的磁感应强度大小5 = 2x10-3T,方向水平向里,在x1=0.5m-与 X2 =1.0m区域内有一个方向竖直向下的匀强电场,电场强度E=2.0xl03N/C。在x = 2.0m处有竖直放置的一足够大的荧光屏。现将比荷为q/m=1x109C/kg的带负电粒子从0点处射入磁场,不计粒子所受重力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若粒子沿y轴正方向射入,恰能从磁场与电场的相切处进入电场,求粒子最后到达 荧光屏上位置的y坐标。
(2)若粒子以(1)问中相同速率从0点与y轴成37°角射入第二象限,求粒子到达荧 光屏上位置的y坐标。
_
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17.如图所示,在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里,一带是粒子以某一速度沿水平直线通过两极板,若不计重力,下列四个物理量中哪一个改变时,粒子运动轨迹不会改变( )
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25.在坐标系xOy中,有三个靠在一起的等大的圆形区域,分别存在着方向如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小都为B=0.10T,磁场区域半径r=m,三个圆心A、B、C构成一个等边三角形,B、C点都在x轴上,且y轴与圆形区域C相切,圆形区域A内磁场垂直纸面向里,圆形区域B、C内磁场垂直纸面向外.在直角坐标系的第Ⅰ、Ⅳ象限内分布着场强E=1.0×105N/C的竖直方向的匀强电场,现有质量m=3.2×10-26kg,带电荷量q=-1.6×10-19C的某种负离子,从圆形磁场区域A的左侧边缘以水平速度v=106m/s沿正对圆心A的方向垂直磁场射入,求:
(1)该离子通过磁场区域所用的时间.
(2)离子离开磁场区域的出射点偏离最初入射方向的侧移为多大?(侧移指垂直初速度方向上移动的距离)
(3)若在匀强电场区域内竖直放置一挡板MN,欲使离子打到挡板MN上的偏离最初入射方向的侧移为零,则挡板MN应放在何处?匀强电场的方向如何?
正确答案
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16.如图,平行板电容器的两个极板竖直放置,并接直流电源。若一带电微粒恰好能沿图中轨迹穿过电容器,a到c是直线,由于电极板边缘效应,微粒从c到d是曲线,重力加速度为g,则该微粒( )
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25.(18分)如图所示,为空间直角坐标系,真空中有一以原点为圆心的圆形磁场区域,半径为
,磁场垂直纸面向里.在x >
的区域存在平行x轴,沿
方向的匀强电场,电场强度为E,M点为磁场边界与+y轴的交点,该点有一
粒子源不断辐射出
粒子,在纸面内从M点以相同的速率
,沿不同方向射入磁场,发现沿
方向射入磁场的
粒子穿出磁场进入电场后,速度减小到0。已知
粒子的质量为m,电荷量为+q。(
粒子重力不计)
(1)求圆形磁场区域中磁感应强度的大小;
(2)由M点沿方向射入磁场的
粒子,穿出磁场进入电场后,返回再次穿出磁场,求该粒子从M点开始到再次出磁场时所运动的路程;
(3)沿与方向成60°角射入的
粒子,最终将从磁场边缘的N点(图中未画出)穿出,求N点的坐标和粒子从M点运动到N点的总时间。
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25.如图所示,在平面内,
轴竖直向上,有场强E=12 N/C,方向沿
轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2 T、方向垂直
平面指向纸里的匀强磁场。一个质量
,电量
带正电的微粒,在
平面内做匀速直线运动,运动到原点
时,撒去磁场,经一段时间后,带电微粒运动到了
轴上的
点。求:
(1)点到原点
的距离;
(2)带电微粒由原点运动到
点的时间。
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25.如图所示,在第一象限有一匀强电场,场强大小为E,方向与y轴平行;在x轴下方有一匀强磁场,磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场,在x轴上的Q点处进入磁场,并从坐标原点O离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点。已知OP=,
。不计重力。求
(1)M点与坐标原点O间的距离;
(2)磁场的磁感应强度B;
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