5.(海淀区)在一真空室内存在着匀强电场和匀强磁场,电场与磁场的方向相同,已知电场强度E=40.0V/m,磁感应强度B=0.30 T。如图33所示,在该真空室内建立Oxyz三维直角坐标系,其中z轴竖直向上。质量m=1.0´10-4kg,带负电的质点以速度v0=100m/s沿+x方向做匀速直线运动,速度方向与电场、磁场垂直,取g=10m/s2。
(1) 电场和磁场的方向。
(2)若在质点通过O点时撤去磁场,求撤去磁场后带电质点单位时间内电势能的变化量。
(3)若在质点通过O点时撤去磁场,试写出带电质点经过空间某点的z轴坐标数值为A时的动能表达式 。
3.(丰台区)在某空间存在着水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示,一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内,其圆心为O点,半径R = 1.8 m,OA连线在竖直方向上,AC弧对应的圆心角θ = 37°。今有一质量m = 3.6×10-4 kg、电荷量q = +9.0×10-4 C的带电小球(可视为质点),以v0 = 4.0 m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内,一段时间后从C点离开,小球离开C点后做匀速直线运动。已知重力加速度g = 10 m/s2,sin37° = 0.6,cos370=0.8,不计空气阻力,求:
(1)匀强电场的场强E;
(2)小球射入圆弧轨道后的瞬间对轨道的压力。
(海淀区)4.在一真空室内存在着匀强电场和匀强磁场,电场强度E与磁感应强度B的方向平行,已知电场强度E=40.0V/m,磁感应强度B=0.30
T。如图32所示,在该真空室内建立Oxyz三维直角坐标系,其中z轴竖直向上。质量m=1.0´10-4 kg,带负电的质点以速度v0=100 m/s沿+x方向做匀速直线运动,速度方向与电场、磁场垂直,取g=10m/s2。
(1)求电场和磁场方向;
(2)若在某时刻撤去磁场,求经过时间t=0.2 s带电质点动能的变化量。
1.(崇文区)如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=30º,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d=17.3cm,重力忽略不计。求:
⑴带电微粒进入偏转电场时的速率v1;
⑵偏转电场中两金属板间的电压U2;
⑶为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
(东城区)
2.在甲图中,带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从G点垂直于MN进入偏转磁场。该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点.测得G、H间的距离为 d,粒子的重力可忽略不计。
(1)设粒子的电荷量为q,质量为m,试证明该粒子的比荷为:
;
(2)若偏转磁场的区域为圆形,且与MN相切于G点,如图乙所示,其它条件不变。要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长),求磁场区域的半径应满足的条件。
3.(海淀区)早期的电视机是用显像管来显示图像的,在显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。图31甲为显像管工作原理示意图,阴极K发射的电子束(初速不计)经电压为U的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场方向垂直于圆面,磁场区的中心为O,半径为r,荧光屏MN到磁场区中心O的距离为L。当不加磁场时,电子束将通过O点垂直打到屏幕的中心P点,当磁场的磁感应强度随时间按图31乙所示的规律变化时,在荧光屏上得到一条长为2L的亮线。由于电子通过磁场区的时间很短,可以认为在每个电子通过磁场区的过程中磁场的磁感应强度不变。已知电子的电荷量为e,质量为m,不计电子之间的相互作用及所受的重力。求:
(1)从进入磁场区开始计时,电子打到P经历的时间________
(2)从进入磁场区开始计时,电子打到亮线端点经历的时间_________
(海淀区)4.长方体导电材料,建立如图34所示的坐标系,和坐标轴的交点坐标分别为x0、y0、z0,导体的电阻率为ρ,导电材料中的自由电荷为电子,电量为e,单位体积中自由电荷的个数为n,若在垂直于x轴的前后表面加上恒定电压U,形成沿x轴正方向的电流。则
(1)导体中电流的大小______
(2)导体中自由电荷定向移动的平均速率_______
(3)若加上沿y轴正方向、磁感强度为B的匀强磁场,则垂直于z轴方向的上下两个表面产生电势差,这种现象叫霍尔效应。分析上下表面谁的电势高,并求出电势差的大小______
(海淀区)1.如图所示,水平放置的两块带电金属板a、b平行正对。极板长度为l,板间距也为l,板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B的匀强磁场。假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一质量为m的带电荷量为q的粒子(不计重力及空气阻力),以水平速度v0从两极板的左端中间射入场区,恰好做匀速直线运动。求:
(1)金属板a、b间电压U的大小_____
(2)若仅将匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍,粒子将击中上极板,求粒子运动到达上极板时的动能大小_____
(3)若撤去电场,粒子能飞出场区,求m、v0、q、B、l满足的关系_______
(4)若满足(3)中条件,粒子在场区运动的最长时间_____
2.(海淀区)汤姆生用如29所示的装置(阴极射线管)发现了电子。电子由阴极C射出,在CA间电场加速,A'上有一小孔,所以只有一细束的电子可以通过P与P'两平行板间的区域,电子通过这两极板区域后打到管的末端,使末端S处的荧光屏发光(荧光屏可以近似看成平面。)。水平放置的平行板相距为d,长度为L,它的右端与荧光屏的距离为D。当平行板间不加电场和磁场时,电子水平打到荧光屏的O点;当两平行板间电压为U时,在荧光屏上S点出现一亮点,测出OS=H;当偏转板中又加一磁感应强度为B垂直纸面向里的匀强磁场时,发现电子又打到荧光屏的O点。若不考虑电子的重力,求
(1)CA间的加速电压U'_______
(2)电子的比荷e/m_________
1.(海淀区)如图甲所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图甲14中由B到C),场强大小随时间变化情况如图14乙所示;磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图14丙所示。在t=1s时,从A点沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一个粒子,并在此之后,每隔2s有一个相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,并恰好均能击中C点,若AB=BC=l,且粒子由A运动到C的运动时间小于1s。不计空气阻力,对于各粒子由A运动到C的过程中,以下说法正确的是 ( )
A.电场强度E0和磁感应强度B0的大小之比为3 v0:1
B.第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为1:2
C.第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为π:2
D.第一个粒子和第二个粒子通过C的动能之比为 1:5
(西城区)1.如图,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直。在电磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心,a、b、c为圆环上的三个点,a点为最高点,c点为最低点,Ob沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放。下列判断正确的是( )
A.当小球运动的弧长为圆周长的1/4时,洛仑兹力最大
B.当小球运动的弧长为圆周长的1/2时,洛仑兹力最大
C.小球从a点到b点,重力势能减小,电势能增大
D.小球从b点运动到c点,电势能增大,动能先增大后减小
6.?
(1)qU =mv2
v=
……………………………………(1分)
(2)(共4分)以t秒内喷射的离子(nm)为研究对象,应用动量定理有:
·t=nmv……………………………………………………(1分)
又∵ I=nq/t …………………………………………………………(1分)
∴=I
(为nm受到的平均冲力)………………………………(1分)
∴由牛顿第三定律知,飞船受到的平均反冲力大小也为I………(1分)
(3)(共7分)
飞船方向调整前后,其速度合成矢量如图所示(2分):
∴ ΔV=Vtanθ……………………………………………(1分)
∵ 系统总动量守恒 (而且:M >>N m)
∴ MΔV=N m v ……………………………………………(1分)
∴ N=MΔV/mv =………………………………(3分)
5.
(1)(共3分)设这个最大距离为xm,则由功能关系,有:
q·d1 = q
·xm
(1分)
∴xm=
(2分)
(2)(共5分)eU1 =mv
(1分) d1 =
t1 (1分)
xm=
t2(1分)
∴T=2t1+2t2=………… =(
+
)(2分)
4.
解:(1)当场强为E1的时候,带正电微粒静止,所以mg=E1q……………………(2分)
所以 ……………………………………………………(1分)
(2)当场强为E2的时候,带正电微粒由静止开始向上做匀加速直线运动,设0.20s后的速度为v,由动量定理有 (E2q-mg)t = mv , 解得:v=2m/s…………………………(3分)
(3)把电场E2改为水平向右后,带电微粒在竖直方向做匀减速运动,设带电微粒速度达到水平向右所用时间为t1,则 0-v1=-gt1, 解得:t1=0.20s ……………………… (1分)
设带电微粒在水平方向电场中的加速度为a2,
根据牛顿第二定律 q E2=ma2 , 解得:a2=20m/s2 …………………………………(1分)
设此时带电微粒的水平速度为v2, v2=a2t1,解得:v2=4.0m/s ………………(1分)
设带电微粒的动能为Ek, Ek==1.6×10-3J……………………… (1分)
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