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2021-2022學(xué)年陜西省西安市長安一中高二(下)期中物理試卷
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試題詳情
為了探測帶電粒子,研究人員設(shè)計了如圖甲所示的裝置。紙面內(nèi)存在一個半徑為R、圓心為O′的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外,該磁場區(qū)域在垂直紙面的方向上足夠長。以O(shè)′右邊的O點為坐標(biāo)原點建立一平面直角坐標(biāo)系xOy,O和O′兩點間距離為2R。y軸與OO′連線垂直,x軸(圖甲中未畫出)正方向垂直紙面向里,在xOy平面內(nèi)存在一個足夠大的探測屏。圓形磁場區(qū)域正下方存在一個長度為R且與y軸垂直的粒子源MN,該粒子源各處均能持續(xù)不斷地發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,粒子發(fā)射時的速度大小均為v
0
,方向均沿y軸正方向,從粒子源MN中點發(fā)射的粒子速度方向恰好指向O′,已知粒子在圓形磁場中做圓周運動的半徑為R,不計粒子重力和粒子間相互作用力。
(1)求圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B;
(2)求從粒子源右端點N發(fā)射的粒子從進(jìn)入磁場到打到屏上所經(jīng)歷的時間t;
(3)若在圓形區(qū)域內(nèi)再加上一個沿x軸正方向、場強(qiáng)為E=
m
v
0
2
q
R
且足夠長的勻強(qiáng)電場,此時從粒子源中點及左右端點M、N發(fā)射的粒子打在屏上P
1
、P
2
、P
3
三點上,如圖乙所示;
①請指出從M點發(fā)射的粒子打在屏上哪一點;(不要求寫推導(dǎo)過程)
②求打在屏上的所有粒子中與O點相距最遠(yuǎn)的粒子在屏上的坐標(biāo)。
【考點】
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運動
;
牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題
;
牛頓第二定律的簡單應(yīng)用
;
從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題
.
【答案】
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59
組卷:41
引用:1
難度:0.3
相似題
1.
如圖所示,邊長為L的等邊三角形ACD為兩有界勻強(qiáng)磁場的理想邊界,三角形區(qū)域內(nèi)的磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,三角形區(qū)域外(含邊界)的磁場(范圍足夠大)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B。把粒子源放在頂點A處,它將沿∠A的角平分線方向發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q、初速度為v
0
的帶電粒子(不計重力),粒子恰能運動到C點。關(guān)于粒子從A點運動到C點的過程,下列說法正確的是( ?。?/h2>
A.若粒子帶負(fù)電,則初速度v
0
一定為
q
BL
m
B.若粒子帶負(fù)電,則粒子運動的時間可能是
πm
q
B
C.若粒子帶正電,且初速度
v
0
=
q
BL
m
,則粒子運動到C點的時間為
2
πm
q
B
D.若初速度
v
0
=
q
BL
2
m
,則粒子一定帶負(fù)電
發(fā)布:2024/11/8 2:30:1
組卷:455
引用:10
難度:0.2
解析
2.
如圖所示,圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域半徑為R,磁場中心與O、O'在同一水平線上,右側(cè)有間隔分布的勻強(qiáng)電場區(qū)域和無場區(qū)域,寬度都是L,場強(qiáng)大小為E=
m
v
2
0
q
L
,MN是無限大豎直接收屏。現(xiàn)有帶正電粒子組成的粒子束,沿與水平成60°方向正對場中心射入,粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,速率為v
0
,恰好從O點沿水平方向進(jìn)入電場區(qū)域,不計重力和粒子間相互作用,求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B;
(2)若接收屏MN距O點距離為2L,粒子擊中接收屏?xí)r的速度v;
(3)若接收屏MN距O點距離為nL(n=1,2,3………),粒子擊中接收屏用時離OO'線的距離y。
發(fā)布:2024/11/9 10:30:1
組卷:253
引用:2
難度:0.3
解析
3.
如圖所示,甲、乙兩個帶等量異種電荷而質(zhì)量不同的帶電粒子,以相同的速率經(jīng)小孔P垂直磁場邊界MN,進(jìn)入方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,在磁場中做勻速圓周運動,并垂直磁場邊界MN射出磁場,運動軌跡如圖中虛線所示.不計粒子所受重力及空氣阻力,下列說法正確的是( ?。?/h2>
A.甲帶負(fù)電荷,乙?guī)д姾?/label>
B.甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量
C.洛倫茲力對甲做正功
D.甲在磁場中運動的時間大于乙在磁場中運動的時間
發(fā)布:2024/11/7 13:30:2
組卷:180
引用:7
難度:0.5
解析
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