- 电磁学
- 共4057题
25.如图所示,等腰直角三角形ABC区域内有磁感应强度大小为B,方向垂直纸面匈里的匀强磁场,AB边水平。磁场下方有一方向水平向右的匀强电场。现有一质量为m电量为q的负离子(重力不计),以速度v0沿图中虚线垂直电场且正对三角形ABC的顶点C射入,穿过电场区域后,负离子从AB边进入磁场,又从AB边射出。已知AB=,电场宽度L=
求:
(1)负离子在AB边上入射点与出射点的距离;
(2)保持电场宽度L不变,调整电场上边界与磁场边界AB间的距离及电场强度的大小,使负离子在磁场中运动的时间最长,则此时电场强度E多大?
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
25.如图所示,两块足够大的平行金属板a、b竖直放置,板间有场强为E的匀强电场,两板距离为d,今有一带正电微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入板间,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变为水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域,bc区域的宽度也为d,所加电场大小为E,方向竖直向上,磁感应强度,方向垂直纸面向里。求:
(1)微粒的带电量q;
(2)微粒穿出bc区域的位置到a板下边缘的竖直距离L(用d表示);
(3)微粒在ab、bc区域中运动的总时间t(用d、v0表示)。
正确答案
(1)微粒在电场中受水平向右的电场力和竖直向下的重力,其运动分解为水平和竖直的匀变速运动,水平方向加速度 ,
(2)微粒进入bc区域中由于电场力与重力平衡,微粒在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动,
得圆周半径r=2d, 微粒刚进入bc时洛伦兹力方向向上,逆时针偏转。如图示
设圆心角为θ,由几何关系得
微粒穿出bc区域的位置到a板下边缘的竖直距离
(3)微粒在电场中的运动时间为,
磁场中运动时间,
在ab、bc区域中运动的总时间为
解析
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知识点
25.如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d,电场方向在纸平面内,而磁场方向垂直纸面向里,一带正电粒子从O点以速度V0沿垂直电场方向进入电场,在电场力的作用下发生偏转,从A点离开电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半,当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,(带电粒子重力不计)求:
(1)粒子从C点穿出磁场时的速度v;
(2)电场强度E和磁感应强度B的比值E/B;
(3)粒子在电、磁场中运动的总时间。
正确答案
(1)粒子在电场中偏转:在垂直电场方向,平行电场分量
得
粒子在磁场中做匀速圆周运动,故穿出磁场速度
(2)在电场中运动时
得
在磁场中运动可知
运动方向改变45°,运动半径R、
得
(3)粒子在磁场中运动时间
运动总时间t总=t+t’=
解析
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知识点
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B=2 ×l0-3T,方向水平向里,在x1=0. 5m与x2=l.0m区域内有一个方向竖直向下的匀强电场,电场强度E=2.0×l03N/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=1×l09C/kg的带负电粒子从O点处射入磁场,不计粒子所受重力。(sln37°=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O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。
正确答案
答案:
解析
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知识点
25.如图,在xOy平面的第一、四象限内存在着方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场,第四象限内存在方向沿-y方向、电场强度为E的匀强电场。从y轴上坐标为a的一点向磁场区发射速度大小不等的带正电同种粒子,速度方向范围是与+y方向成30°~150°,且在xOy平面内。结果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到x轴上,然后进入第四象限的匀强电场区。已知带电粒子电量为q,质量为m,粒子的重力及粒子间相互作用不计。求:
(1)垂直y轴方向射入磁场粒子运动的速度大小v1;
(2)求粒子在第Ⅰ象限的磁场中运动的最长时间与最短时间差。;
(3)从x轴上x=(-1)a 点射人第四象限的粒子穿过电磁场后
经过y轴上y=-b的点,求该粒子经过y=-b点的速度大小。
正确答案
解析
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知识点
25.如图所示,虚线圆表示磁场和电场的圆柱形理想边界,其半径为,圆内存在磁感应强度大小为
的平行于边界向里的匀强磁场,圆外存在垂直于边界向外的辐向静电场,现在边界面上的
点有一带电量大小为
、质量为
的粒子,不计重力,以垂直于边界指向圆心方向的初速度
射入磁场中.粒子离开
点后第5次经过边界时正好过
点,在该过程中,求:
(1)粒子离开点时的初速度大小.
(2)粒子在磁场中运动的时间.
正确答案
解析
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知识点
25.如图所示,在平面直角坐标系的第一象限虚线左侧有方向沿y轴负方向的有界匀强电场,电场强度大小为E,第三象限内充满着垂直坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。在电场区域内有一动点P,当质量为m电量为q的带正电粒子从P点沿x轴负方向以大小为的初速度开始运动,粒子能从O点离开电场进入磁场。(不计粒子重力)
(1)求P点的坐标x,y满足的关系;
(2)若当P点位于电场的右边界时,粒子运动到O点的速度大小为2。求第三象限内粒子可能经过的区域的面积。
正确答案
(1) 粒子在x轴方向上作匀速运动,y轴方向上作匀加速运动,设P点坐标为(x,y),粒子的运动时间为t,加速度为a
在x方向有: x=υ0t ①
在y方向有: y= ②
③
由①②③式可得:
(2)
从O点进入电荷圆周运动半径R1
从P点进入电荷圆周运动半径R2
可能经过的区域的面积=(
)
解析
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知识点
16.如图所示,空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场的方向竖直向下,磁场方向水平(图中垂直纸面向里),一带电油滴P恰好处于静止状态,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
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知识点
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( )
正确答案
解析
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知识点
25.如图甲所示,两平行金属板A、B的板长和板间距离均为L(L=0.1m),AB间所加电压u=200sin100πtV,如图乙所示。平行金属板右侧L/2处有一竖直放置的金属挡板C,高度为13L/12并和A、B间隙正对,C右侧L处有一竖直放置的荧光屏S。从O点沿中心轴线OO/以速度v0=2.0×103m/s连续射入带负电的离子,离子的比荷q/m=3×104 C/kg,(射到金属板上的离子立即被带走,不对周围产生影响,不计离子间的相互作用,离子在A、B两板间的运动可视为在匀强电场中的运动。)离子打在荧光屏上,可在荧光屏中心附近形成一个阴影。π取3,离子的重力忽略。
(1)求荧光屏中心附近阴影的长度。
(2)为使从A极板右侧边缘打出的离子能到达屏的中点O/,可在挡板正上方一圆形区域加垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=T(圆心在挡板所在垂线上,图中未画出),求所加圆形磁场的面积和离子在磁场区域运动的时间。(计算结果全部保留二位有效数字)
正确答案
解析
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知识点
25.如图所示,在xOy平面直角坐标系中,直线MN与y轴成30°角,P点的 坐标为(a ,O),在y轴与直线MN之间的区域内,存在垂直于xOy;平面向里磁感强度为B的匀强磁场。电子束以相同的速度V0从y轴上-2a≤y≤0的区间垂直于y轴和磁场方向射入磁场。己知从y轴上y = -2a点射入磁场的电子在磁场中的轨迹恰好经过O点,忽略电子间的相互作用,不计电子的重力。
(1)求电子的比荷;
(2)若在直角坐标系xOy的第一象限区域内,加上方向沿y轴正方向大小为E = B v0的匀强电场,在x = 3a处垂直于x轴放置一平面突光屏,与x轴交点为Q,求:从磁场中垂直于y轴射入电场的电子打到荧光屏上距Q点的最远距离。
正确答案
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知识点
25.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,不计粒子的重力。求:
(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E。,值。
正确答案
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知识点
25.在如图所示置于真空室的xOy坐标系中,在第一象限存在着沿y轴正方向的匀强电场,在y<0的范围内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。第二象限中的b、c为两块中心开孔的、竖直放置的、正对的平行金属圆板,两板之间所加的电压为U。 k和d分别是y轴和x轴上的点,已知Ok=L ,Od=2L。现有一群带负电的粒子,质量为m,电荷量大小为q(重力不计),从b板中央由静止开始运动,这群带电粒子先后以相同的速度从k点沿x轴正方向进入电场,不计粒子间的相互作用。观察到这些带电粒子恰好从d点第一次进入磁场,然后从O点第一次离开磁场。试求:
(1)匀强电场的电场强度E;
(2)匀强磁场的磁感应强度B;
(3)某一带电粒子从k点开始到第一次经过坐标原点O所经历的总时间。
正确答案
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知识点
21.如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为E,在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,有一个带电粒子(重力不计)以垂直于轴的初速度
从
轴上的P点进入匀强电场,恰好与
轴成
射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于
轴进入第四象限,已知OP之间的距离为
,则带电粒子( )
正确答案
解析
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知识点
25.如图,与水平面成37°倾斜轨道AB,其沿长线在C点与半圆轨道CD(轨道半径R=1m)相切,全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内。整个空间存在水平向左的匀强电场,MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为0.4kg的带电小球沿斜面下滑,至B点时速度为,接着沿直线BC(此处无轨道)运动到达C处进入半圆轨道,进入时无动能损失,且刚好到达D点,从D点飞出时磁场消失,不计空气阻力,g=10m/s2,cos37°=0.8,求:
(1)小球带何种电荷。
(2)小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点距C点的距离。
(3)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功。
正确答案
解析
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知识点
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