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在边长为2a的正△ABC内存在垂直纸面向里的磁感强度为B的匀强磁场,有一带正电q,质量为m的粒子从距A点的D点垂直AB方向进入磁场,如下图所示,求:

(1)粒子速率应满足什么条件,粒子能从AB间射出;
(2)粒子速率应满足什么条件,粒子能从AC间射出。

(1)(2)见解析

解析

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(20分)静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有益于健康等优点,其装置可简化如图。为水平放置的间距的两块足够大的平行金属板,两板间有方向由指向的匀强电场,场强为。在板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪,油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为的油漆微粒,已知油漆微粒的质量均为、电荷量均为,不计油漆微粒间的相互作用、油漆微粒带电对板间电场和磁场的影响及空气阻力,重力加速度。求:
      
(1)油漆微粒落在板上所形成的图形面积;
(2)若让两板间的电场反向,并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度,调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出,其它条件不变。板被油漆微粒打中的区域的长度;
(3) 在满足(2)的情况下,打中板的油漆微粒中,在磁场中运动的最短时间。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)如图(a)所示,平行金属板间的距离为,现在板上加上如图(b)所示的方波形电压,=0时板比板的电势高,电压的正向值为,反向值也为,现有由质量为的带正电且电荷量为的粒子组成的粒子束,从的中点以平行于金属板方向的速度不断射入,所有粒子不会撞到金属板且在间的飞行时间均为,不计重力影响。试求:

(1)粒子射出电场时的速度大小及方向;
(2)粒子打出电场时位置离点的距离范围;
(3)若要使打出电场的粒子经某一垂直纸面的圆形区域匀强磁场偏转后,都能到达圆形磁场边界的同一个点,而便于再收集,则磁场区域的最小半径和相应的磁感强度是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图,OAC的三个顶点的坐标分别为O(0,0)、A(0,L)、C(,0),在OAC区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场。在t=0时刻,同时从三角形的OA边各处以沿y轴正向的相同速度将质量均为m,电荷量均为q的带正电粒子射入磁场,已知在t=t0时刻从OC边射出磁场的粒子的速度方向垂直于y轴。不计粒子重力和空气阻力及粒子间相互作用。

(1)求磁场的磁感应强度B的大小;
(2)若从OA边两个不同位置射入磁场的粒子,先后从OC边上的同一点P(P点图中未标出)射出磁场,求这两个粒子在磁场中运动的时间t1与t2之间应满足的关系;
(3)从OC边上的同一点P射出磁场的这两个粒子经过P点的时间间隔与P点位置有关,若该时间间隔最大值为,求粒子进入磁场时的速度大小。

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(18分)如图所示,在电子枪右侧依次存在加速电场,两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏。加速电场的电压为U1。两平行金属板的板长、板间距离均为d。荧光屏距两平行金属板右侧距离也为d。电子枪发射的质量为m、电荷量为–e的电子,从两平行金属板的中央穿过,打在荧光屏的中点O。不计电子在进入加速电场前的速度及电子重力。

(1)求电子进入两金属板间时的速度大小v0
(2)若两金属板间只存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,求电子到达荧光屏的位置与O点距离的最大值和此时磁感应强度B的大小;
(3)若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场,两板间的偏转电压为U2,电子会打在荧光屏上某点,该点距O点距离为,求此时U1与U2的比值;若使电子打在荧光屏上某点,该点距O点距离为d,只改变一个条件的情况下,请你提供一种方案,并说明理由。

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(8分)如图所示为一速度选择器,板间存在方向互相垂直的匀强电场和磁场。现有速率不同的电子从A点沿直线AB射入板间。平行板间的电压为300 V,间距为5 cm,垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T,问:

(1)匀强磁场的方向指向纸面里还是向外?
(2)能沿直线通过该速度选择器的电子的速率?

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(8分)如图,匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上,一倾角为α的光滑斜面上静止一根长为L、重力为G、通有电流I的金属棒。求:

(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)导体棒对斜面的压力大小。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分) 如图所示,在倾角为30°的斜面OA的左侧有一竖直档板,其上有一小孔P,OP=0.5m.现有一质量m=4×10-20kg、电荷量q=+2×10-14C的粒子,从小孔以速度v0=3×104m/s水平射向磁感应强度B=0.2T、方向垂直纸面向外的圆形磁场区域,且在飞出磁场区域后能垂直打在OA面上,粒子重力不计.求:

(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)粒子在磁场中运动的时间;
(3)圆形磁场区域的最小半径.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)  如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,在第一、第四象限内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小相等,方向如图所示.现有一个带电粒子在该平面内从X轴上的P点,以垂直于X轴的初速度进入匀强电场,恰好经过y轴上的Q点且与y轴成450角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于X轴进入下面的磁场.已知OP之间的距离为d(不计粒子的重力)求:

(1)Q点的坐标;
(2)带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过X轴的时间.

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