當(dāng)前位置： 2021年山東省新高考質(zhì)量測(cè)評(píng)聯(lián)盟高考物理聯(lián)考試卷（4月份）> 試題詳情

如圖所示，第一象限內(nèi)圓心為K的兩個(gè)同心圓半徑分別為R和3R，大圓與兩坐標(biāo)軸分別相切，x軸上的切點(diǎn)為M，MN連線與y軸平行，N點(diǎn)在大圓上。同心圓之間的環(huán)狀區(qū)域存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，小圓內(nèi)存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，第四象限范圍內(nèi)分布著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子從第四象限y軸上的P點(diǎn)沿x軸正方向以某初速度射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，經(jīng)M點(diǎn)時(shí)以速度v₀進(jìn)入環(huán)狀區(qū)域，且v₀的方向與MN的夾角為30°，已知粒子在環(huán)狀磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為2R，且恰好從N點(diǎn)射出磁場(chǎng)，帶電粒子的重力忽略不計(jì)。求：
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。籓P間的距離；
（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；粒子從M到N的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；
（3）若粒子從第四象限中NM延長(zhǎng)線上的某點(diǎn)由靜止釋放，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后剛好不進(jìn)入小圓區(qū)域。求此次粒子的釋放位置坐標(biāo)。

【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問(wèn)題．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：162引用：3難度：0.4

相似題

1．如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)有方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=
π
10
T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第三象限內(nèi)有方向沿y軸負(fù)方向、電場(chǎng)強(qiáng)度E=20V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)．現(xiàn)將大量質(zhì)量相等、帶電量不同的粒子，從y軸上PQ之間各處沿x軸正方向于某一瞬間全部射入磁場(chǎng)．已知粒子的質(zhì)量m=10^-10kg,初速度v₀=1.6×10³m/s,帶電量q的范圍為2.5×10^-6C至1×10^-5C，所有粒子都能從坐標(biāo)原點(diǎn)O處進(jìn)入第三象限．足夠大的熒光屏MN位于直線y=-0.64m處，粒子打到熒光屏的瞬間，熒光屏上被粒子擊中的位置會(huì)發(fā)光．不計(jì)粒子重力，計(jì)算時(shí)可取
16
π
=5，求：
（1）PQ兩點(diǎn)之間的距離；
（2）熒光屏發(fā)光的持續(xù)時(shí)間；
（3）已知帶電量q=1×10^-5C的粒子能夠打中熒光屏的A點(diǎn)．若將熒光屏繞A點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一定角度θ（如圖中虛線所示），且θ滿足0＜θ＜135°．試問(wèn)是否存在一個(gè)角度θ使得從PQ之間同時(shí)釋放的所有粒子能夠在同一時(shí)刻到達(dá)熒光屏．若存在，請(qǐng)求出θ的值；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明原因．
發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：8引用：1難度：0.5
解析
2．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，經(jīng)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，從O點(diǎn)垂直MN邊界進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，最后在MN邊界上的P點(diǎn)．設(shè)帶電粒子初速度為零且不計(jì)重力：
①計(jì)算粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率；
②判斷該粒子帶正電還是負(fù)電；
③計(jì)算OP間的距離．
發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：257引用：1難度：0.5
解析
3．如圖甲所示，在真空中半徑r=3×10^-2m的圓形區(qū)域內(nèi)．有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T．方向如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一束帶正電的粒子電荷量q=1.6×10^-19C，質(zhì)量m=1.6×10^-27kg,以初速度v₀=1.0×10⁶m/s.從磁場(chǎng)邊界上直徑ab的a端沿各個(gè)方向射入磁場(chǎng)且初速度方向都垂直于磁場(chǎng)方向．不計(jì)粒子重力．計(jì)算時(shí)取sin=37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）當(dāng)粒子的速度方向與直徑ab的夾角α為多少時(shí)．粒子剛好從磁場(chǎng)邊界b處飛出磁場(chǎng)．該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？
（2）若粒子射入磁場(chǎng)的速度改為v=3.0×10⁵m/s,其他條件不變．試用曲線在圖乙中畫出該束粒子在磁場(chǎng)中可能出現(xiàn)的區(qū)域．要求有簡(jiǎn)要的文字說(shuō)明．
發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：12引用：0難度：0.9
解析

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