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(2013河南省中原名校联考)如图所示,真空室内竖直条形区域Ⅰ存在垂直纸面向外的匀强磁场,条形区域Ⅱ(含Ⅰ、Ⅱ区域分界面)存在水平向右的匀强电场,电场强度为E.,磁场和电场宽度均为L.且足够长,M.、...
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高中物理《2013最新模拟新题精选分类汇编第七期专题9磁场试题带完整解析答案》真题及答案
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2013年3月7日河南省发展规划获国务院正式批复河南的发展史上迎来了又一个具有里程碑意义的重大事件
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如图所示竖直平面内的直角坐标系中X.轴上方有一个圆形有界匀强磁场图中未画出x轴下方分布有斜向左上与Y.轴方向夹角θ=45°的匀强电场在x轴上放置有一挡板长0.16m板的中心与O.点重合今有一带正电粒子从y轴上某点P.以初速度v0=40m/s与y轴负向成45°角射入第一象限经过圆形有界磁场时恰好偏转90°并从A.点进入下方电场如图所示已知A.点坐标0.4m0匀强磁场垂直纸面向外磁感应强度大小B.=T粒子的荷质比C./kg不计粒子的重力问1带电粒子在圆形磁场中运动时轨迹半径多大2圆形磁场区域的最小面积为多少3为使粒子出电场时不打在挡板上电场强度应满足什么要求
如图甲空间存在—范围足够大的垂直于xoy平面向外的匀强磁场磁感应强度大小为B.让质量为m电量为qqv1.为使该粒子能经过A.a0点其入射角粒子初速度与x轴正向的夹角有几个并求出对应的sin值3如图乙若在此空间再加入沿y轴正向大小为E.的匀强电场一粒子从O.点以初速度v0沿x轴正向发射研究表明粒子在xoy平面内做周期性运动且在任一时刻粒子速度的x分量vx与其所在位置的y坐标成正比比例系数与场强大小E.无关求该粒子运动过程中的最大速度值vm
如下左图所示真空中有两水平放置的平行金属板C.D.上面分别开有正对的小孔O.1和O.2金属板C.D.接在正弦交流电源上两板间的电压uCD随时间t变化的图线如下右图所示t=0时刻开始从D.板小孔O.1处连续不断飘入质量为m=3.2×10-25kg电荷量为q=1.6×10-19C的带正电的粒子设飘入速度很小可视为零在C.板外侧有以MN为上边界CM为左边界的匀强磁场MN与C.金属板平行相距d=10cmO.2C.的长度L.=10cm匀强磁场磁感应强度的大小为B.=0.10T方向如图所示粒子的重力及粒子间相互作用力忽略不计平行金属板C.D.之间的距离足够小粒子在两板间的运动时间可忽略不计求⑴带电粒子经小孔O.2进入磁场后能飞出磁场边界MN的最小速度为多大⑵从0到0.04s末时间内哪些时间段飘入小孔O.1的粒子能穿过电场并飞出磁场边界MN⑶磁场边界MN有粒子射出的长度范围有多长计算结果保留三位有效数字
如图虚线OL与y轴的夹角θ=60°在此角范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场磁感应强度大小为B.一质量为m电荷量为qq>0的粒子从左侧平行于x轴射入磁场入射点为M.粒子在磁场中运动的轨道半径为R.粒子离开磁场后的运动轨迹与x轴交于p点图中未画出且=R不计重力求M.点到O.点的距离和粒子在磁场中运动的时间
显像管的简要工作原理如图12所示阴极K.发出的电子初速度可忽略不计经电压为U.的__加速电场加速后沿直线PQ进入半径为r的圆形匀强磁场区域磁场方向垂直纸面圆形磁场区域的圆心O.在PQ直线上荧光屏M.与PQ垂直整个装置处于真空中若圆形磁场区域内的磁感应强度的大小或方向发生变化都将使电子束产生不同的偏转电子束便可打在荧光屏M.的不同位置上使荧光屏发光而形成图象其中Q.点为荧光屏的中心已知电子的电量为e质量为m不计电子所受的重力及它们之间的相互作用力若荧光屏的面积足够大要使从阴极发出的电子都能打在荧光屏上则圆形磁场区域内匀强磁场的磁感应强度应满足什么条件
如图16所示匀强电场方向竖直向下匀强磁场方向垂直纸面向里.已知该正交电磁场区域的宽度d=8cm带电粒子以速度v0水平向右射入该正交电磁场区域时恰好不改变运动方向.若粒子射入时只有电场测得该带电粒子沿竖直方向向上偏移y1=3.2cm.不计带电粒子的重力若粒子射入时只有磁场试回答下列问题1带电粒子带何种电荷.2带电粒子离开磁场时偏离原方向的距离y2.
如图所示是电磁流量计的示意图.圆管由非磁性材料制成空间有匀强磁场.当管中的导电液体流过磁场区域时测出管壁上MN两点的电动势E.就可以知道管中液体的流量Q单位时间内流过管道横截面的液体的体积已知管的直径为d磁感应强度为B.则关于Q.的表达式正确的是
如图甲所示在真空中有一边长为a的正方形区域内存在匀强磁场磁场方向垂直纸面向外.在磁场右侧有一对平行金属板M.和N.两板间距及板长均为b板间的中心线O.1O.2与正方形的中心O.在同一直线上.有一电荷量为q质量为m的带正电的粒子以速度v0从正方形的底边中点P.沿PO方向进入磁场从正方形右侧O.1点水平飞出磁场时立即给M.N.两板加上如图乙所示的交变电压最后粒子刚好以平行于M.板的速度从M.板的边缘飞出.不计粒子所受到的重力两板正对面之间为匀强电场边缘电场不计1求磁场的磁感应强度B.2求交变电压的周期T.和电压U.0的表达式用题目中的已知量.3若在M.N.两板加上如图乙所示的交变电压经过T./4后该粒子刚好从O.1点水平飞入M.N.两板间最终从O.2点水平射出且粒子在板间运动时间正好等于T求粒子在两板间运动过程中离M.板的最小距离.
如图纸面内有E.F.G.三点∠GEF=300∠EFG=1350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qq>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
如图所示以坐标原点O.为圆心的半径为R.的半圆形区域里有一垂直纸面向里的匀强磁场包括边界磁感应强度为B.图中abcd是一个外切于半圆的矩形边界线在-R.£y£R.的区间内有一束速度相同的带电粒子垂直y轴射入磁场区域粒子的质量为m电荷量为q粒子的重力忽略不计结果检测到矩形边界线的abbe段均有粒子射出而矩形边界线其余部分均无粒子射出求1粒子入射的速度是多大?2从O.点入射的粒子从矩形边界线上的什么位置射出3从0R./2点入射的粒子从矩形边界线上的什么位置射出
静电喷漆技术具有效率高浪费少质量好有益于健康等优点其装置可简化如图为水平放置的间距的两块足够大的平行金属板两板间有方向由指向的匀强电场场强为在板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为的油漆微粒已知油漆微粒的质量均为电荷量均为不计油漆微粒间的相互作用油漆微粒带电对板间电场和磁场的影响及空气阻力重力加速度求1油漆微粒落在板上所形成的图形面积2若让两板间的电场反向并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场磁感应强度调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出其它条件不变板被油漆微粒打中的区域的长度3在满足2的情况下打中板的油漆微粒中在磁场中运动的最短时间
如图所示两平行金属板间距为d电势差为U.板间电场可视为匀强电场金属板下方有一磁感应强度为B.的匀强磁场带电量为+q质量为m的粒子由静止开始从正极板出发经电场加速后射出并进入磁场做匀速圆周运动忽略重力的影响求1匀强电场场强E.的大小2粒子从电场射出时速度ν的大小3粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R.
在如图所示的坐标系中的区域内存在着沿轴正方向场强为E.的匀强电场的区域内存在着垂直纸面向里磁感应强度为B.的匀强磁场一带电粒子从轴上的点以沿轴正方向的初速度射出恰好能通过轴上的点己知带电粒子的质量为带电量为均大于0不计重力的影响1若粒子只在电场作用下直接到D.点求粒子初速度大小2若粒子在第二次经过轴时到D.点求粒子初速度大小3若粒子在从电场进入磁场时到D.点求粒子初速度大小
如图所示竖直平面内边长为a的正方形ABCD是磁场的分界线在正方形的四周及正方形区域内存在方向相反磁感应强度的大小均为B.的与竖直平面垂直的匀强磁场M.N.分别是边ADBC的中点现有一质量为m电荷量为q的带正电粒子从M.点沿MN方向射出带电粒子的重力不计1若在正方形区域内加一与磁场方向垂直的匀强电场恰能使以初速度v0射出的带电粒子沿MN直线运动到N.点求所加电场的电场强度的大小和方向2为使带电粒子从M.点射出后在正方形区域内运动到达B.点则初速度v0应满足什么条件?3试求带电粒子从M.点到达N.点所用时间的最小值并求出此条件下粒子第一次回到M.点的时间
如图甲所示直角坐标系中直线AB与横轴x夹角∠BAO=45°AO长为a假设在点A.处有一粒子源可沿∠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q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图中未画出当电子从顶点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t2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内的左侧要使得电子从A.点出发马上进入磁场且穿过有界磁场后都垂直y轴后向右运动试求匀强磁场区域分布的最小面积3磁场大小方向保持不变现改变匀强磁场分布区域使磁场存在于y轴与虚线之间示意图见图乙所示仍使放射出的电子最后都垂直穿过y轴后向右运动试确定匀强磁场左侧边界虚线的曲线方程不需要写范围
如图所示在以坐标原点O.为圆心半径为R.的圆形区域内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场磁感应强度为B.磁场方向垂直于xOy平面向里一带负电的粒子不计重力从A.点沿y轴正方向以v0速度射入带电粒子恰好做匀速直线运动最后从D.点射出1求电场强度的大小2若仅撤去磁场带电粒子仍从A.点沿y轴正方向以v0速度射入恰从圆形区域的边界C.点射出求粒子的比荷q/m3若仅撤去电场带电粒子仍从A.点以V.的速度在xOy平面内与Y.轴成θ=300的AE方向射入从圆形区域的边界F.点射出F.点所在的半径OF与X.轴的夹角θ=300求粒子运动的速度V.的大小
如图甲所示竖直挡板左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面的水平匀强磁场电场和磁场的范围足够大电场强度磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示选定磁场垂直纸面向里为正方向时刻一质量电荷量的微粒在O.点具有竖直向下的速度是挡板MN上一点直线与挡板MN垂直取则微粒下一次经过直线时与O.点的距离为
如图甲所示两个完全相同的平行板电容器PQ和MN板间距离为d极板长为L.极板厚度不计将它们置于图示方向足够大的匀强磁场中磁感应强度为B.0两电容器极板的左端和右端分别对齐两电容器极板所加电压值相同一质量为m电荷量为+q重力不计的粒子从极板P.Q.间的中轴线O.1O.2左边缘的O.1点以速度v0沿O.1O.2匀速穿过电容器PQ经过磁场偏转后沿极板M.N.的中轴线O.3O.4做匀速直线运动又经过磁场回到O.1点如此循环往复不计电容器之外的电场对粒子运动的影响求1极板P.Q.M.N.间所加电压的数值U.2Q.板和M.板间的距离x3粒子从O.1点开始运动到再次回到O.1点所用的时间4若撤去电容器上所加的电压将原磁场换作按图乙规律变化的磁场取垂直纸面向里为磁场的正方向粒子仍从O.1点沿O.1O.2在0时刻以速度v0进入电容器PQ在时刻恰好从P.板右边缘水平射出为未知量则B.1为多少
电子能量分析器主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成偏转器是由两个相互绝缘半径分别为R.A.和R.B.的同心金属半球面A.和B.构成A.B.为电势值不等的等势面其过球心的截面如图所示一束电荷量为e质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M.的正中间小孔垂直入射进入偏转电场区域最后到达偏转器右端的探测板N.其中动能为E.k0的电子沿等势面C.做匀速圆周运动到达N.板的正中间忽略电场的边缘效应1判断半球面A.B.的电势高低并说明理由2求等势面C.所在处电场强度E.的大小3若半球面A.B.和等势面C.的电势分别为φA.φB.和φC.则到达N.板左右边缘处的电子经过偏转电场前后的动能改变量ΔE.K左和ΔE.K右分别为多少4比较|ΔE.K左|和|ΔE.K右|的大小并说明理由
如图所示两块平行板电极的长度为L.两板间距离远小于L.可忽略不计两板的正中央各有一个小孔M.N.两孔连线与板垂直现将两极板分别接在可调直流电压U.的两端极板处在一有界匀强磁场板内无磁场磁感应强度为B.磁场的两条边界CDDE的夹角θ=60°下极板延长线与边界DE交于Q.点极板最右端P.与Q.间距离为2.5L.现将比荷均为的各种粒子分别从M.孔射入电场不考虑粒子的重力将带正电的粒子从M.无初速释放①若粒子恰好打到下极板右端求所加直流电压的值U.1.②若则该粒子经过多少次电场的加速后可以离开磁场区域
粒子扩束装置如图甲所示由粒子源加速电场偏转电场和偏转磁场组成粒子源A.产生相同的带正电粒子粒子质量为m电荷量为q其所受重力不计由静止开始经加速电场加速后连续不断地沿平行于导体板的方向从两极板正中央射入偏转电场偏转电场的极板间距为d偏转电场的电压如图乙所示已知偏转电场的周期为T.偏转电场的电压最大值加速电场的电压为偏转磁场水平宽度为竖直长度足够大磁场右边界为竖直放置的荧光屏磁场方向垂直纸面向外已知粒子通过偏转电场的时间为T.不考虑粒子间相互作用求1偏转电场的极板长度L12粒子射出偏转电场的最大侧移量ymax3求磁感应强度B.为多少时粒子能打到荧光屏上尽可能低的位置求最低位置离中心点O.的距离h
如图所示在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B.其方向垂直纸面向外一个边长也为a的等边三角形导线框架EFG在t=0时恰好与磁场区域的边界重合现使导线框以周期T.绕其中心O.点在纸面内顺时针匀速转动下列说法正确的是
据中新社北京4月10日报道中国科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应引起国际物理学界巨大反响是具有诺贝尔奖级的成绩利用霍尔效应制作的霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域如图8是霍尔元件的工作原理示意图磁感应强度B.垂直于霍尔元件的工作面向下通入图示方向的电流I.C.D.两侧面会形成电势差UCD下列说法中正确的是
如图所示真空室内有三个水平方向足够长的区域区域I.中存在按下图规律变化的匀强磁场B1磁场垂直纸面向里时为正区域II中存在磁感应强度为B2的匀强磁场区域III中存在竖直向下的匀强电场电场强度大小为E.电场区域沿电场方向的宽度为L.三个区域的分界线沿水平方向且相互平行.t=0时刻一质量为m电荷量为q的带正电的粒子从A.处以初速度v0垂直于分界线射入磁场T.时粒子从P.点进入区域II运动一段时间后刚好能离开区域II进入区域III的电场中最终在N.点图中未画出离开电场不计粒子重力求1粒子在区域I.做圆周运动时的半径2从t=0到t=2T的时间内粒子通过的路程3区域I.在竖直方向的宽度4粒子在区域II中运动的时间以及从P.点到N.点沿水平方向的位移大小.
如图甲所示高h长L的光滑绝缘正方形台面上加有一竖直向下磁感应强度B.的匀强磁场.在台面右侧接着一个与内侧边线对齐每板宽为dd<的平行板电容器电容器有光滑绝缘的底部右板接电源的正极左板接电源负极现有质量为m电量为+q的一群粒子视为质点从靠近右板在底部由静止释放通过左板的小孔进入磁场不计一切阻力重力加速度取g.求1若取电容器的电压为U.求这些带电粒子在磁场中运动的半径2若要求这些粒子都从台面右侧射出则电容器的电压应满足什么条件3在地面上建立如图坐标系当时在图乙中画出这些粒子落地时在这个坐标系中的痕迹要求写出计算说明的过程并大致标明痕迹的位置
如图匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道轨道平面与电场方向平行ab为轨道直径的两端该直径与电场方向平行一电荷为qq>0的质点沿轨道内侧运动.经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb不计重力求电场强度的大小E质点经过a点和b点时的动能
如图15所示平面直角坐标系中在第二象限内有竖直放置的两平行金属板其中右板开有小孔在第一象限内存在内外半径分别为R.的半圆形区域其圆心与小孔的连线与x轴平行该区域内有磁感应强度为B.的匀强磁场磁场的方向垂直纸面向里在区域内有电场强度为E.的匀强电场方向与x轴负方向的夹角为60°一个质量为m带电量为-q的粒子不计重力从左金属板由静止开始经过加速后进入第一象限的匀强磁场求1若两金属板间的电压为U.粒子离开金属板进入磁场时的速度是多少2若粒子在磁场中运动时刚好不能进入的中心区域此情形下粒子在磁场中运动的速度大小3在2情形下粒子运动到的区域它第一次在匀强电场中运动的时间
在科学研究中可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制如题15-1图所示的xOy平面处于匀强电场和匀强磁场中电场强度E.和磁感应强度B.随时间作周期性变化的图象如题15-2图所示x轴正方向为E.的正方向垂直纸面向里为B.的正方向在坐标原点O.有一粒子P.其质量和电荷量分别为m和+q不计重力在时刻释放P.它恰能沿一定轨道做往复运动1求P.在磁场中运动时速度的大小2求应满足的关系3在时刻释放P.求P.速度为零时的坐标
一圆筒的横截面如图所示其圆心为O.筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场磁感应强度为B.圆筒下面有相距为d的平行金属板M.N.其中M.板带正电荷.N.板带等量负电荷质量为m电荷量为q的带正电粒子自M.板边缘的P.处由静止释放经N.板的小孔S.以速度v沿半径SO方向射入磁场中.粒子与圈筒发生两次碰撞后仍从S.孔射出设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失且电荷量保持不变在不计重力的情况下求1MN.间电场强度E.的大小2圆筒的半径R:3保持M.N.间电场强度E.不变仅将M.板向上平移2/3d粒子仍从M.板边缘的P.处由静止释放粒子自进入圆筒至从S.孔射出期间与圆筒的碰撞次数n
如图甲所示平行金属板A.和B.间的距离为d现在A.B.板上加上如图乙所示的方波电压时A.板比B.板的电势高电压的正向值为反向值也为现有质量为m电量为的粒子组成的粒子束从AB的中点O.沿金属板中轴线以速度不断射入所有粒子在AB间的飞行时间均为T.不计重力影响试求1时射入的带电粒子在两板间的偏转距离2粒子射出电场时的速度3若要使射出电场的粒子经某一垂直纸面的圆形有界匀强磁场偏转后都能从圆形有界磁场边界上的同一个点射出从而能便于再收集则磁场区域的最小半径和相应的磁感强度是多大
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