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如图所示,A、B是竖直放置的平行板电容器,B板中央有一个小孔,恰好跟一个边界是等边三角形的一个匀强磁场的顶端相接,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,其中,磁场的边界平行于平行板A和B。

小题1:若在A板上正对B板小孔的P处,静止释放一个带电量为、质量为的带电粒子(重力不计),恰能从图中O点射出,且,则A、B两板间的电压是多少?
小题2:若要上述带电粒子在磁场中的运动时间与平行板A、B间的电压无关,则A、B两板间的电压又是多少?

小题1:
小题2:
(1)设带电粒子进入磁场c点时的速度为,如图所示,在磁场中轨迹的圆心是半径是,由题意可得




解得              ①
又带电粒子在磁场中的运动满足下面方程
        
即               ②
联列①②得                ③
又                                          ④
联列③④得                                ⑤
(2)带电粒子只要从边界上任一点射出,则在磁场中运动的圆弧所对应的圆心角均为,如图所示,由可知带电粒子在磁场中运动时间均为
        ⑥
与轨迹半径的大小无关,即与A、B板间的加速电压无关,则带电粒子从点射出对应的电压就是最大电压。设带电粒子从点射出时的轨迹半径是,如图所示,则

得                                       ⑦
同理可得                          ⑧
故当A、B板间电压满足:         ⑨
带电粒子在磁场中运动的时间与平行板A、B间的电压无关。
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如图所示宽度为d的区域上方存在垂直纸面、方向向内、磁感应强度大小均为B的匀强磁场,现有一质量为m,带电量为+q的粒子在纸面内以速度v从此区域下边缘上的A点射入,其方向与下边缘线成30°角,试求当v满足什么条件时,粒子能回到A

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如图所示,空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场,电场强度为E、宽度为L。在紧靠电场右侧的圆形区域内,分布着垂直于纸面向外的匀强磁场,圆形磁场区域半径为r。当一带正电的粒子(质量为m,电荷量为q)从A点静止释放后,在M点离开电场,并沿半径方向射入磁场区域,磁感应强度为B,粒子恰好从N点射出,O为圆心,∠MON=120°,粒子重力忽略不计。求:

(1)粒子经电场加速后,进入磁场时速度v的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小和粒子在电场、磁场中运动的总时间t;
(3)若粒子在离开磁场前某时刻,磁感应强度方向不变,大小突然变为B1,此后粒子恰好被束缚在该磁场中,则B1的最小值为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在空间中有一直角坐标系xOy,其第一象限内充满着两个方向不同的匀强磁场区域I和II,直线OP是它们的边界。区域I中的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向里,区域II中的磁感应强度为B,方向垂直垂直纸面向外,边界上的P点坐标为(3L,3L),一质量为m,电荷量为+q的粒子从P点平行于y轴正方向以速度V0=射入区域I,经区域I偏转后进入区域II(忽略粒子重力),求:

小题1:粒子在I和II两磁场中做圆周运动的半径之比;
小题2:粒子在磁场中运动的总时间;
小题3:粒子离开磁场的位置坐标。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示的坐标系中,第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场,方向的宽度OA=cm,方向无限制,磁感应强度B0=1×10-4T。现有一比荷为=2×1011C/kg的正离子以某一速度从O点射入磁场,α=60°,离子通过磁场后刚好从A点射出。
小题1:求离子进入磁场B0的速度的大小;
小题2:离子进入磁场B0后,某时刻再加一个同方向的匀强磁场,使离子做完整的圆周运动,求所加磁场磁感应强度的最小值;
小题3:离子进入磁场B0的同时,再加一个如图乙所示的变化磁场(正方向与B0方向相同,不考虑磁场变化所产生的电场),求离子从O点到A点的总时间。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两块平行金属板M、N正对着放置,s1、s2分别为M、N板上的小孔,s1、s2、O三点共线,它们的连线垂直M、N,且s2O=R..以O为圆心、R为半径的圆形区域内同时存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场和电场强度为E的匀强电场.D为收集板,板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R,板两端点的连线垂直M、N板。质量为m、电荷量为+q的粒子,经s1进入M、N间的电场后,通过s2进入电磁场区域,然后沿直线打到光屏P上的s3点.粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计.求:

小题1:M、N两板间的电压为R;
小题2:撤去圆形区域内的电场后,当M、N间的电压改为U1时,粒子恰好垂直打在收集板D的中点上,求电压U1的值及粒子在磁场中的运动时间t;
小题3:撤去圆形区域内的电场后,改变M、N间的电压时,粒子从s2运动到D板经历的时间t会不同,求t的最小值。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,倾斜挡板NM上有一个小孔K,NM与水平挡板NP成60°角,K与N间的距离。现有质量为m,电荷量为q的正电粒子组成的粒子束,垂直于倾斜挡板NM,以速度v0不断射入,不计粒子所受的重力。 

(1)若在NM和NP两档板所夹的区域内存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场,NM和NP为磁场边界。粒子恰能垂直打在水平挡板NP上,求匀强磁场的磁感应强度的大小。
(2)若在NM和NP两档板所夹的区域内,只在某一部分区域存在一与(1)中大小相等方向相反的匀强磁场。从小孔K飞入的这些粒子经过磁场偏转后也能垂直打到水平挡板NP上(之前与挡板没有碰撞),求粒子在该磁场中运动的时间。  
(3)若在(2)问中,磁感应强度大小未知,从小孔K飞入的这些粒子经过磁场偏转后能垂直打到水平挡板NP上(之前与挡板没有碰撞),求该磁场的磁感应强度的最小值。 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一个质量为
电量为的带电粒子从孔以初速度垂直
进入磁感应强度为的匀强磁场中,并
恰好从孔垂直于射入匀强电场中,电场
方向跟平行(相互垂直),最后打
点,且,若已知
且不计重力,试求:
(1)粒子从所用的时间;(2)粒子到达点的动能。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,以AB为界的两匀强磁场,磁感应强度,方向垂直纸面向里。现有一质量为m、带电量为q的带正电粒子,从O点沿图示方向进入中。
小题1:试画出粒子的运动轨迹
小题2:求经过多长时间粒子重新回到O点?

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