當(dāng)前位置： 2021年天津市薊州一中高考物理二模試卷> 試題詳情

如圖所示，在MN左側(cè)有相距為d的兩塊正對的平行金屬板P、Q，板長L=
3
3
d,兩板帶等量異種電荷，上極板帶正電。在MN右側(cè)存在垂直于紙面的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域（圖中未畫出）?，F(xiàn)有一帶電粒子以初速度v₀沿兩板中央OO′射入，并恰好從下極板邊緣射出，又經(jīng)過在圓形有界磁場中的偏轉(zhuǎn)，最終垂直于MN從A點(diǎn)向左水平射出。已知A點(diǎn)與下極板右端的距離為d。不計(jì)帶電粒子重力。求：
（1）粒子從下極板邊緣射出時(shí)的速度的大小和方向；
（2）畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，求從O運(yùn)動(dòng)到A經(jīng)歷的時(shí)間；
（3）若圓形磁場的中心可以任意選擇位置，求圓形有界磁場的最小半徑R。

【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：159引用：2難度：0.3

相似題

1．如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，圖中虛線為磁場的邊界，其中bc段是半徑為R的四分之一圓弧，ab、cd的延長線通過圓弧的圓心，Ob長為R。一束質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，在紙面內(nèi)以不同的速率從O點(diǎn)垂直ab射入磁場，已知所有粒子均從圓弧邊界射出，其中M、N是圓弧邊界上的兩點(diǎn)，不計(jì)粒子間的相互作用和重力。則下列分析中正確的是（　　）

A．粒子帶負(fù)電

B．從M點(diǎn)射出粒子的速率一定大于從N點(diǎn)射出粒子的速率

C．從M點(diǎn)射出粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定小于從N點(diǎn)射出粒子所用時(shí)間

D．所有粒子所用最短時(shí)間為

πm

發(fā)布：2024/11/11 5:30:2組卷：705引用：8難度：0.9

解析

2．1898年7月居里夫婦發(fā)現(xiàn)了一種放射性極強(qiáng)的元素，為了紀(jì)念自己的祖國波蘭把這種新元素定名為釙，同時(shí)由于對放射性的研究獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。吸煙有害健康，香煙中含有釙210，

210
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Po是一種很強(qiáng)的放射性同位素，為了探測放射線的性質(zhì)，真空室中在放射源釙210的對側(cè)放有一熒光屏，可以根據(jù)熒光屏上的打點(diǎn)情況來檢測放射線的強(qiáng)弱。
（1）在放射源與熒光屏之間不加任何場時(shí)發(fā)現(xiàn)熒光屏的中間有閃光產(chǎn)生，當(dāng)施加一垂直的勻強(qiáng)磁場，發(fā)現(xiàn)熒光屏的閃光都向一側(cè)偏移，撤去磁場在放射源與熒光屏中間放一厚紙，發(fā)現(xiàn)熒光屏上沒有閃光產(chǎn)生，請你根據(jù)上面的情況分析判斷是什么射線，同時(shí)寫出衰變方程（新原子核用Y表示）
（2）用α粒子轟擊氮原子核打出了一種新的粒子，根據(jù)這種粒子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)情況，測出了它的比荷。如圖為同步加速器模型，M、N為兩塊中心開有小孔的平行金屬板，新的粒子（不計(jì)重力）從M板小孔飄入板間，初速度可視為零，每當(dāng)進(jìn)入板間，兩板的電勢差變?yōu)閁，粒子得到加速，當(dāng)離開N板時(shí)，兩板的電荷量均立即變?yōu)榱?。兩板外部存在垂直紙面向里的勻?qiáng)磁場，粒子在磁場作用下做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，R遠(yuǎn)大于板間距離，經(jīng)電場多次加速，動(dòng)能不斷增大，為使R保持不變，磁場必須相應(yīng)的變化。不計(jì)粒子加速時(shí)間及其做圓周運(yùn)動(dòng)此時(shí)的電磁輻射，不考慮磁場變化對粒子速度的影響及相應(yīng)的變化，不計(jì)粒子的加速時(shí)間及其做圓周運(yùn)動(dòng)此時(shí)的電磁輻射，不考慮磁場變化對粒子速度的影響及相對論效應(yīng)，開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₀，求這種粒子的比荷以及運(yùn)動(dòng)第n周時(shí)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B_n；
（3）α粒子以初速度v₀轟擊靜止的氮14原子核打出一種新的粒子，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)新的原子核，新的粒子速度為3v₀，且方向不變，反應(yīng)過程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動(dòng)能，已知中子質(zhì)量為m,質(zhì)子質(zhì)量和中子質(zhì)量相等，光速為c,試計(jì)算此反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損。
發(fā)布：2024/11/11 8:0:1組卷：88引用：1難度：0.1
解析

3．如圖所示，一束電子從a孔沿ab方向射入正方形容器的勻強(qiáng)磁場中，其中一部分從c孔射出，一部分從d孔射出，則（　　）

A．從d孔射出磁場的粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的角度為180°

B．從c孔射出磁場的粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的角度為180°

C．從d、c兩孔射出的電子運(yùn)動(dòng)軌跡長度之比為1：2

D．從d、c兩孔射出的電子運(yùn)動(dòng)軌跡長度之比為1：1

發(fā)布：2024/11/13 4:30:1組卷：66引用：2難度：0.5

解析

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3．如圖所示，一束電子從a孔沿ab方向射入正方形容器的勻強(qiáng)磁場中，其中一部分從c孔射出，一部分從d孔射出，則（ ）

3．如圖所示，一束電子從a孔沿ab方向射入正方形容器的勻強(qiáng)磁場中，其中一部分從c孔射出，一部分從d孔射出，則（　　）