- 电磁学
- 共4057题
20.如图所示,相距为d的水平金属板M、N的左侧有一对竖直金属板P、Q,板P上的小孔S正对板Q上的小孔O,M、N间有垂直于纸面向里的匀强磁场,在小孔S处有一带电粒子,其重力和初速度均不计,当滑动变阻器的滑片在AB的中点时,带电粒子恰能在M、N间做直线运动,当调节电阻箱,使R0稍稍减小后( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
26.如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘,AB和BC的长度均为L,斜面BC与水平地面间的夹角,有一质量为m、电量为+q的带电小球(可看成质点)被放在A点。已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场、电场方向竖直向上,场强大小E2=
,磁场为水平方向(图中垂直纸面向外),磁感应强度大小为B;在第二象限分布着沿x轴正方向的水平匀强电,场强大小E1=
。现将放在A点的带电的小球由静止释放,求:
(1)小球运动到B点时的速度;
(2)小球落到地面所用的时间(小球所带的电量不变。)
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
26.在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示。第二象限内有一水平向右的匀强电场,场强为E1。坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场,电场方向竖直向上,场强,匀强磁场方向垂直纸面。处在第三象限的某种发射装置(图中没有画出)竖直向上射出一个比荷
的带正电的微粒(可视为质点),该微粒以v0=4m/s的速度从-x上的A点进入第二象限,并以v1=8m/s速度从+y上的C点沿水平方向进入第一象限。取微粒刚进入第一象限的时刻为0时刻,磁感应强度按图乙所示规律变化(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向),g=10 m/s2.试求:
(1)带电微粒运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1 ;
(2)+x轴上有一点D,OD=OC,若带电微粒在通过C点后的运动过程中不再越过y轴,要使其恰能沿x轴正方向通过D点,求磁感应强度B0及其磁场的变化周期T0为多少?
(3)要使带电微粒通过C点后的运动过程中不再越过y轴,求交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积B0 T0应满足的关系?
正确答案
解析
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知识点
25.如图,空间内存在水平向右的匀强电场,在虚线MN的右侧有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一质量为m、带电荷量为+q的小颗粒自A点由静止开始运动,刚好沿直线运动至光滑绝缘的水平面C点,与水平面碰撞的瞬间小颗粒的竖直分速度立即减为零,而水平分速度不变,小颗粒运动至D处刚好离开水平面,然后沿图示曲线DP轨迹运动,AC与水平面夹角α=30°,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场的场强E;
(2)AD之间的水平距离d;
(3)已知小颗粒在轨迹DP上某处的最大速度为vm,该处轨迹的曲率半径是距水平面高度的k 倍,则该处的高度为多大?
正确答案
解析
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知识点
26.如图所示,真空室内竖直条形区域I存在垂直纸面向外的匀强磁场,条形区域Ⅱ(含I、Ⅱ区域分界面)存在水平向右的匀强电场,电场强度为E,磁场和电场宽度均为L且足够长,M、N为涂有荧光物质的竖直板。现有一束质子从A处连续不断地射入磁场,入射方向与M板成60°夹角且与纸面平行如图,质子束由两部分组成,一部分为速度大小为的低速质子,另一部分为速度大小为
的高速质子,当I区中磁场较强时,M板出现两个亮斑,缓慢改变磁场强弱,直至亮斑相继刚好消失为止,此时观察到N板有两个亮斑。已知质子质量为m,电量为e,不计质子重力和相互作用力,求:
(1)此时I区的磁感应强度;
(2)N板两个亮斑之间的距离.
正确答案
解析
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知识点
26.如图所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1,E的大小为1.5×103V/m, B1大小为0.5T;第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,磁场的下边界与x轴重合。一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点射入,沿直线运动,经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域。一段时间后,小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出。M点的坐标为(0,-10),N点的坐标为(0,30),不计粒子重力,g=10m/s2,则求:
(1)微粒的运动速度v的大小;
(2)匀强磁场B2的大小;
(3)B2磁场区域的最小面积。
正确答案
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知识点
26.如图所示,整个空间中存在竖直方向的匀强电场,场强大小,在
轴下方存在两个相邻的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ,磁场区域Ⅰ的宽度
,磁感应强度
,方向垂直纸面向里,磁场区域Ⅱ的磁场方向垂直纸面向外。质量为
电荷量为
的带正电微粒在
轴上P点由静止释放,经过一段时间,进入磁场区域Ⅰ。通过控制装置,使质点每次通过
轴时,都使电场反向一次,但电场强度的大小不变。带电微粒在磁场区域Ⅰ中,速度方向改变
时,进入磁场区域Ⅱ。已知
,
,
。
(1)求P点的坐标;
(2)如果要使微粒能返回P点,求磁场区域Ⅱ磁感应强度的值和粒子从开始运动到第一次返回P点所需的时间。
正确答案
(1)在轴上方,由动能定理
,
在轴下
,且方向相反,微粒只受洛仑兹力,作匀速圆周运动,
在磁场区域Ⅰ中,由几何关系
,由以上各式可得
;
(2)微粒能返回P点,在磁场区域Ⅱ的轨迹圆心必在y轴上,如图所示,(两等圆与另一圆三者都是外切关系时,第三圆的圆心必在两等圆圆心连线的中垂线上)则有,可得
在
轴上方,由动量定理
,
在磁场区域Ⅰ,微粒的运动周期,转过的角度为
,运动时间
在磁场区域Ⅱ,微粒的运动周期,转过的角度为
,运动时间
,总时间
解析
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知识点
25.如图所示,在矩形ABCD区域内,对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场,对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出).矩形AD边长为L,AB边长为2Lo一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场,在对角线BD的中点P处进入磁场,并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出)
(1)电场强度E的大小和带电粒子经过P点时速度v的大小和方向。
(2)磁场的磁感应强度B的大小和方向。
正确答案
解析
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知识点
25.在xOy平面内,第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界,OM与x轴负方向成45°角。
在x<0且OM的左侧空间存在着x轴负方向的匀强电场,场强大小为E=50N/C,在y<0且OM
的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B=0.2T,如图所示。一
不计重力的带负电的微粒,从坐标原点O沿y轴负方向以v0=4×103m/s的初速度进入磁场,
已知微粒的带电荷量为q=-4×10-18C,质量为m=1×10-24kg。求:
(1)带电微粒第一次经过磁场边界时的位置坐标及经过磁场边界时的速度方向;
(2)带电微粒最终离开电、磁场区域时的位置坐标;
(3)带电微粒在电、磁场区域运动的总时间(结果可以保留)。
正确答案
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知识点
25.如图所示,在xOy平面中第一象限内有一点P(4,3),OP所在直线下方有垂直于纸面向里的匀强磁场,OP上方有平行于OP向上的匀强电场,电场强度E=100V/m。一质量m=1×10-6kg,电荷量q=2×10-3C带正电的粒子,从坐标原点O以初速度v=1×103m/s垂直于磁场方向射入磁场,经过P点时速度方向与OP垂直并进入电场,在经过电场中的M点(图中未标出)时的动能为P点时动能的2倍,不计粒子重力。求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)O、M两点间的电势差;
(3)M点的坐标及粒子从O运动到M点的时间。
正确答案
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知识点
26.如图所示,在以坐标原点O为圆心,半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从P点射出。
(1)求电场强度的大小和方向。
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。
(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入,且速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间。
正确答案
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知识点
25.如图所示,条形区域I内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B1=0.3 T,Ⅱ内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B2=B1,BB'、CC'间存在沿纸面方向竖直向下的匀强电场E,AA'、BB'、CC'、DD'为磁场边界,它们相互平行,条形区域的长度足够长,磁场宽度及BB'、CC'之间的距离d=1 m.一束带正电的某种粒子从AA'上的O点以沿与AA'成60°角以
射人磁场,刚好垂直边界BB'射出区域I而进入匀强电场,且沿与CC'成60°角进入区域Ⅱ,最后粒子刚好不能从磁场区域Ⅱ射出,取
≈3,不计粒子所受重力.求:
(1)粒子的比荷;
(2)电场强度E的大小;
(3)粒子从O到DD'所用的时间。(保留两位有效数字)
正确答案
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知识点
25.如图,在xoy直角坐标系中,在第三象限有一平行x轴放置的平行板电容器,板间电压。现有一质量
,带电量
的带正电的粒子(不计重力),从下极板处由静止开始经电场加速后通过上板上的小孔,垂直x轴从A点进入第二象限的匀强磁场中。磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度B=1T。粒子在磁场中转过四分之一圆周后又从B点垂直y轴进入第一象限,第一象限中有平行于y轴负方向的匀强电场E,粒子随后经过x轴上的C点,已知OC=1m。求:
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r。
(2)第一象限中匀强电场场强E的大小。
正确答案
解析
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知识点
25.如图所示,在虚线MN的上方存在方向垂直纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场.在
MN的下方垂直MN的虚线QQ′右侧存在方向水平向左,场强为E的匀强电场.现有两个完全相同的带正电的粒子从MN上的P点先后以大小相同的速度v垂直磁场方向进入匀强磁场,结果同时经过MN上的Q点离开磁场,已知粒子的质量为m,带电量为q,.不计重力和粒子间的相互作用力,
求:
(1)两粒子先后进入磁场的时间间隔;
(2)两粒子离开Q点后经多长时间相距最远,最远距离为多少?
正确答案
(1)由几何知识有:
(2)粒子离开电场时两粒子的距离距最远并保持不变
解析
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知识点
26.如图所示,相距3L的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场I的场强方向竖直向下,PT下方的电场II的场强方向竖直向上,电场I的场强大小是电场Ⅱ的场强大小的两倍,在电场左边界AB上有点Q,PQ间距离为L。从某时刻起由Q以初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场的带电粒子,电量为+q、质量为m。通过PT上的某点R进入匀强电场I后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图,若PR两点的距离为2L。不计粒子的重力。试求:
(1)匀强电场I的电场强度E的大小和MT之间的距离;
(2)有一边长为a、由光滑弹性绝缘壁围成的正三角形容器,在其边界正中央开有一小孔S,将其置于CD右侧且紧挨CD边界,若从Q点射入的粒子经AB、CD间的电场从S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出(粒子与绝缘壁碰撞时无机械能和电量损失),并返回Q点,需在容器中现加上一个如图所示的匀强磁场,粒子运动的半径小于a/2,求磁感应强度B的大小应满足的条件以及从Q出发再返回到Q所经历的时间。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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