8.如图所示.粒子源S可以不断地产生质量为m.电荷量为+q的粒子.粒子从O1孔漂进一个水平方向的加速电场.再经小孔O2进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域.电场强度大小为E.磁感应强度大小为B1.方向如图.虚线PQ.MN之间存在着水平向右的匀强磁场.磁感应强度大小为B2.有一块折成直角的硬质塑料板abc(不带电.宽度很窄.厚度不计)放置在PQ.MN之间.a.c两点恰在分别位于PQ.MN上.ab=bc=L.α= 45°.现使粒子能沿图中虚线O2O3进入PQ.MN之间的区域. (1) 求加速电压U1. (2)假设粒子与硬质塑料板相碰后.速度大小不变.方向变化遵守光的反射定律.粒子在PQ.MN之间的区域中运动的时间和路程分别是多少? 解:(1)粒子源发出的粒子.进入加速电场被加速.速度为v0.根据能的转化和守恒定律得: 要使粒子能沿图中虚线O2O3进入PQ.MN之间的区域.则粒子所受到向上的洛伦兹力与向下的电场力大小相等.得到 将②式代入①式.得 (2)粒子从O3以速度v0进入PQ.MN之间的区域.先做匀速直线运动.打到ab板上.以大小为v0的速度垂直于磁场方向运动.粒子将以半径R在垂直于磁场的平面内作匀速圆周运动.转动一周后打到ab板的下部.由于不计板的厚度.所以质子从第一次打到ab板到第二次打到ab板后运动的时间为粒子在磁场运动一周的时间.即一个周期T. 由和运动学公式.得 粒子在磁场中共碰到2块板.做圆周运动所需的时间为 粒子进入磁场中.在v0方向的总位移s=2Lsin45°.时间为 则t=t1+t2= 感悟与反思: 本题最大的亮点在于巧妙地设计和考查了学生的空间想象和表达能力.同时要求学生对匀速直线运动与匀速圆周运动的连接及整个运动的周期性要能做连贯的分析和计算.真正从能力立意.全题考点丰富.有加速.速度选择器.匀速圆周运动.匀速直线运动等.计算设计为字母运算而非数字计算.集中精力考查学生分析运动的能力.很好.平时教学中应该加强对三维空间受力和运动的分析.教会学生正确应用立体图.各种平面视图来帮助分析运动. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(2007?徐州一模)如图所示,粒子源S可以不断地产生质量为m、电荷量为+q的粒子(重力不计).粒子从O1孔漂进(初速不计)一个水平方向的加速电场,再经小孔O2进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B1,方向如图.虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀强磁场,磁感应强度大小为B2(图中未画出).有一块折成直角的硬质塑料板abc(不带电,宽度很窄,厚度不计)放置在PQ、MN之间(截面图如图),a、c两点恰在分别位于PQ、MN上,ab=bc=L,α=45°.现使粒子能沿图中虚线O2O3进入PQ、MN之间的区域.
(1)求加速电压U1
(2)假设粒子与硬质塑料板相碰后,速度大小不变,方向变化遵守光的反射定律.粒子在PQ、MN之间的区域中运动的时间和路程分别是多少?

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(2010?东城区三模)如图所示,粒子源S可以不断地产生质量为m、电荷量为+q的粒子,粒子从小孔O1漂进(不计初速)一个水平方向的加速电场,再经小孔02进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域,其电场强度大小为E,磁感应强度大小为B1,方向如图.虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀强磁场,磁感应强度大小为B2(方向图中未画出).现有n块折成直角的相同硬质塑料板abc(不带电,宽度很窄,厚度不计)紧靠在一起,恰好放置在PQ、MN之间(截面图如图),ab=bc=L,θ=45°.现使粒子能沿水平虚线0203进入PQ、MN之间的区域.假设粒子的重力、空气阻力均不计,粒子与板相碰后,速率不变,方向变化遵守光的反射定律.求:

(1)加速电压U
(2)粒子在B2磁场中运动的总时间t;
(3)粒子在PQ、MN之间运动的平均速度大小v,.

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如图所示,粒子源S可以不断地产生质量为m、电荷量为+q的粒子(重力不计).粒子从O1孔漂进一个水平向右的加速电场(初速不计),再经小孔O2垂直射入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B1,方向如图.边长为L的长方体ABCDEFGH处在匀强磁场中,磁感应强度大小为B2,方向与ADHE平面垂直,由A指向B.长方体中HFC是一块三角形的硬质塑料板,如图所示.
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(1)若要粒子源射出的粒子能沿O2O3直线运动,并垂直于PQ边射出电磁复合场,加速电压U应多大?
(2)如果粒子从O3点射出电磁复合场后,再垂直ADHE平面并从该平面的正中心O点射入长方体中,恰好在HFC三角形硬质塑料板的CF边与板相碰,假设粒子与板相碰后,速度大小不变,方向变化遵守光的反射定律,那么若要粒子与板发生第一次碰撞后就能沿BCGF平面水平射出长方体,则磁感应强度B2应为多大?若要粒子与板发生第一次碰撞后不能从ABFE平面射出长方体,则磁感应强度B2至少应多大?

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(2010?越秀区三模)如图所示,粒子源S可以不断产生质量为m、电荷量为+q的粒子(重力不计).粒子从O1孔飘进一个水平方向的加速电场(初速不计),再经过小孔O2进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B1,方向如图.虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀强磁场,磁场范围足够大,磁感应强度大小为B2.一块折成直角的硬质塑料片abc(不带电,宽度和厚度都很小可忽略)放置在PQ、MN之间,截面图如图,a、c两点分别位于PQ、MN上,ab=bc=L,a=45°.粒子能沿图中虚线O2O3的延长线进入PQ、MN之间的区域.
(1)求加速电压U1
(2)假设粒子与硬质塑料片相碰后,速度大小不变,方向遵循光的反射定律,那么粒子与塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么运动?
(3)粒子在PQ、MN之间的区域中运动的总时间t和总路程s.

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如图所示,粒子源S可以不断地产生质量为m、电荷量为+q的粒子(重力不计).粒子从O1孔漂进(初速不计)一个水平向右的加速电场,再经小孔O2进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B1,方向如图.虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀强磁场,磁感应强度大小为B2(图中未画出).有一块折成直角的硬质塑料板abc(不带电,宽度很窄,厚度不计)放置在PQ、MN之间(截面图如图),a、c两点恰在分别位于PQ、MN上,ab=bc=L,α= 45°.现使粒子能沿图中虚线O2O3进入PQ、MN之间的区域.

(1)求加速电压U1

(2)假设粒子与硬质塑料板相碰后,速度大小不变,方向变化遵守光的反射定律,不计与板碰撞的时间.求粒子在PQ、MN之间的区域中运动的时间是多少?

 

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