25.如图甲所示.建立Oxy坐标系.两平行极板P.Q垂直于y轴且关于x轴对称.极板长度和板间距均为l.第一四象限有磁场.方向垂直于Oxy平面向里.位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m.电量为+q.速度相同.重力不计的带电粒子在0~3t时间内两板间加上如图乙所示的电压. 已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时.刻经极板边缘射入磁场.上述m.q.l.l0.B为已知量.(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况) (1)求电压U的大小. (2)求时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径. (3)何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短?求此最短时间. 解析:(1)时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动.时刻刚好从极板边缘射出.在y轴负方向偏移的距离为.则有① ② ③ 联立以上三式.解得两极板间偏转电压为④. (2)时刻进入两极板的带电粒子.前时间在电场中偏转.后时间两极板没有电场.带电粒子做匀速直线运动.带电粒子沿x轴方向的分速度大小为⑤ 带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为⑥ 带电粒子离开电场时的速度大小为⑦ 设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R.则有⑧ 联立③⑤⑥⑦⑧式解得⑨. (3)时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短.带电粒子离开磁场时沿y轴正方向的分速度为⑩.设带电粒子离开电场时速度方向与y轴正方向的夹角为.则.联立③⑤⑩式解得.带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示.圆弧所对的圆心角为.所求最短时间为,带电粒子在磁场中运动的周期为.联立以上两式解得. 考点:带电粒子在匀强电场.匀强磁场中的运动. 【查看更多】

 

题目列表(包括答案和解析)

(18分)如图甲所示(俯视图),相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在以OO/ 为右边界匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直导轨平面向下,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计。在距边界OO/也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。求解以下问题:

(1)若ab杆固定在轨道上的初始位置,磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到零,求此过程中电阻R上产生的焦耳热为Q1。

(2)若磁场的磁感应强度不变,ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离,其v--x的关系图像如图乙所示。求①ab杆在刚要离开磁场时的加速度大小;②此过程中电阻R上产生的焦耳热Q2 。

 

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(09年揭阳市期末)(17分)如图甲所示,一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合。在水平拉力F作用下由静止开始向左运动,经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图所示,在金属线框被拉出磁场的过程中。

⑴求通过线框导线截面的电量及线框的电阻;

⑵写出水平拉力F随时间变化的表达式;

⑶已知在这5s内拉力F做功1.92J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少?

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(18分)如图甲所示,直角坐标系中直线AB与横轴x夹角∠BAO=30°,AO长为a。假设在点A处有一放射源可沿∠BAO所夹范围内的各个方向放射出质量为m、速度大小均为、带电量为e的电子,电子重力忽略不计。在三角形ABO内有垂直纸面向里的匀强磁场,当电子从顶点A沿AB方向射入磁场时,电子恰好从O点射出。试求:

(1)从顶点A沿AB方向射入的电子在磁场中的运动时间t;

(2)速度大小为的电子从顶点A沿AB方向射入磁场(其它条件不变),求从磁场射出的位置坐标。

(3)磁场大小、方向保持不变,改变匀强磁场分布区域,使磁场存在于三角形ABO内的左侧,要使放射出的速度大小为电子穿过磁场后都垂直穿过y轴后向右运动,试求匀强磁场区域分布的最小面积S。(用阴影表示最小面积)

 

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(18分)如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔、,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为,周期为。在时刻将一个质量为、电量为()的粒子由静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在时刻通过垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)

(1)求粒子到达时的速度大小和极板距离

(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件。

(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在时刻再次到达,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感强度的大小

 

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(09年冀州中学期末)(10分)如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距.导轨右端连接一阻值为R1=4的小灯泡L。在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化如图乙所示,CF长为2m。在时,电阻为R2=的金属棒ab在水平恒力F作用下,由静止开始沿导轨向右运动.金属棒从图中位置运动到EF位置整个过程中,小灯泡的亮度始终没有发生变化。求:

   (1)通过小灯泡的电流强度;

   (2)恒力F的大小;

   (3)金属棒的质量。

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