如图,纸面内有E、F、G三点,∠GEF=30°,∠EFG=135°.空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外.先使带有电荷量为q(q>0)的点电荷a在纸面内垂直于EF从F点射出,其轨迹经过G点;再使带有同样电荷量的点电荷b在纸面内与EF成一定角度从E点射出,其轨迹也经过G点.两点电荷从射出到经过G点所用的时间相同,且经过G点时的速度方向也相同.已知点电荷a的质量为m,轨道半径为R,不计重力.求:
(1)点电荷a从射出到经过G点所用的时间;
(2)点电荷b的速度大小.
如图所示,在半径为R=的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B,圆形区域右侧有一竖直感光板,从圆弧顶点P以速率v0的带正电粒子平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电量为q,粒子重力不计.
(1)若粒子对准圆心射入,求它在磁场中运动的时间;
(2)若粒子对准圆心射入,且速率为v0,求它打到感光板上时速度的垂直分量;
(3)若粒子以速度v0从P点以任意角入射,试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上.
空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界.一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射.这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子.不计重力.下列说法正确的是( )
A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 |
B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 |
C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同 |
D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大 |
如图所示是某粒子速度选择器截面的示意图,在一半径为R=10cm的圆柱形桶内有的匀强磁场,方向平行于轴线,在圆柱桶某一截面直径的两端开有小孔,作为入射孔和出射孔,粒子束以不同角度入射,最后有不同速度的粒子束射出。现有一粒子源发射比荷为的正粒子,粒子束中速度分布连续。当角时,出射粒子速度v的大小是( )
A. | B. | C. | D. |
如图所示,在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B.现有一质量为m、电量为q的带正电粒子,从在x轴上的某点P沿着与x轴成30°角的方向射入磁场。不计重力影响,则下列说法中正确的是( )
A.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
B.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
C.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
D.粒子一定不能通过坐标原点
如图所示,绝缘轨道由弧形轨道和半径为R=0.16m的圆形轨道、水平轨道连接而成,处于竖直面内的匀强电场中,PQ左右两侧电场方向相反,其中左侧方向竖直向下,场强大小均为103V/m,不计一切摩擦。质量为m=0.1kg的带正电小球可看作质点)从弧形轨道某处由静止释放,恰好能通过圆形轨道最高点,小球带电荷量q="1." 0×10-3C,g取10m/s2。求:
(1)小球释放点的高度h
(2)若PQ右侧某一区域存在垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度B=4×102T,小球通过圆形轨道后沿水平轨道运动到P点进入磁场,从竖直边界MN上的A点离开时速度方向与电场方向成30o,已知PQ、MN边界相距L=0.7m,求:
①小球从P到A经历的时间
②若满足条件的磁场区域为一矩形,求最小的矩形面积。
如图,在xOy平面的第一、四象限内存在着方向垂直纸面向外,磁感应强度为B的匀强磁场,第四象限内存在方向沿-y方向、电场强度为E的匀强电场.从y轴上坐标为a的一点向磁场区发射速度大小不等的带正电同种粒子,速度方向范围是与+y方向成30°-150°角,且在xOy平面内.结果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到x轴上,然后进入第四象限内的正交电磁场区.已知带电粒子电量为q,质量为m,粒子重力及粒子间相互作用不计.
(1)垂直y轴方向射入磁场的粒子的速度大小v1;
(2)粒子在第象限的磁场中运动的最长时间与最短时间之差;
(3)从x轴上x=a处射入第四象限的粒子穿过电磁场后经过y轴上y=-b的点,求该粒子经过y=-b点的速度大小.
如图所示,图中左边有一对平行金属板,两板相距为,电压为。两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里;图中右边有一半径为、圆心为的圆形区域,区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为,方向垂直于纸面朝里。一电荷量为的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的点射出,已知弧所对应的圆心角为,不计重力。
求:
(1)离子速度的大小;
(2)离子在圆形磁场区域内运动的时间;
(3)离子的质量。
如图所示的空间分布I、II、III三个区域,各边界相互平行,I区域存在匀强电场,电场强度,方向垂直边界向右,II、III区域存在匀强磁场,磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里,磁感应强度分别为,三个区域宽度分别为,一质量,电荷量的粒子从O点由静止释放,粒子的重力忽略不计,求:
(1)粒子离开I区域时的速度大小v
(2)粒子在II区域内运动时间t
(3)粒子离开III区域时速度与边界面的夹角α
如图所示,X1、X2,Y1、Y2,Z1、Z2分别表示导体板左、右,上、下,前、后六个侧面,将其置于垂直Z1、Z2面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流I通过导体板时,在导体板的两侧面之间产生霍耳电压UH。已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为。实验中导体板尺寸、电流I和磁感应强度B保持不变,下列说法正确的是
A.导体内自由电子只受洛伦兹力作用 |
B.UH存在于导体的Z1、Z2两面之间 |
C.单位体积内的自由电子数n越大,UH越小 |
D.通过测量UH,可用求得导体X1、X2两面间的电阻 |
如图所示,左侧为粒子加速器,A中产生粒子的速度从0到某一很小值之间变化,粒子的质量为m,电荷量为q(q>0),经过电压U加速,穿过狭缝S1进入中间的速度选择器。选择器中的电场强度为E0,磁感应强度为B0。粒子穿过狭缝S2进入右侧的粒子偏转区,最后要求落到屏上的P点。已知偏转区宽度为L,P点离O点的距离为L/2,不计重力。
(1)求粒子刚进入狭缝S1时速度v1的大小(不计粒子在A中的速度);
(2)求粒子通过速度选择器刚进入狭缝S2时速度v2的大小;
(3)请你提出一种简单方案,使粒子在偏转区内从S2飞入恰好能打到屏上的P点。
要求:①在答卷图上的粒子偏转区内画出示意图(注意规范);②求出你所用方案中涉及到的一个最关键的物理量的大小。
如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方向与y轴的夹角θ为450且斜向上方. 现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点(图中未画出)进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为450. 不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大.求:
(1)C点的坐标
(2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间
(3)离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角(求出正切值即可)
如图所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。在xOy平面内,从原点O处沿与x轴正方向成θ角(0<θ<π)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计).则下列说法正确的是
A.若v一定,θ越大,则粒子在磁场中运动的时间越短
B.若v一定,θ越大,则粒子在离开磁场的位置距O点越远
C.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动的角速度越大
D.若θ一定, v越大,则粒子在磁场中运动的时间越短
如图所示,在垂直纸面向里的水平匀强磁场中,水平放置一根粗糙绝缘细直杆,有一个重力不能忽略、中间带有小孔的带正电小球套在细杆上。现在给小球一个水平向右的初速度v0,假设细杆足够长,小球在运动过程中电荷量保持不变,杆上各处的动摩擦因数相同,则小球运动的速度v与时间t的关系图像可能是