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题目
题型:北京期末题难度:来源:
在一真空室内存在着匀强电场和匀强磁场,电场与磁场的方向相同,已知电强E=40.0V/m,磁感应强度B=0.30T。如图所示,在该直空室内建立O-xyz三维直角坐标系,其中z轴竖直向上。质量kg、带负电的质点以速度v0=100m/s沿+x方向做匀速直线运动,速度方向与电场、磁场垂直,取g=10m/s2
(1)求质点所受电场力与洛伦兹力大小之比;
(2)求带电质点的电荷量;
(3)若在质点通过O点时撤去磁场,求经过时间t=0.20s带电质点的位置坐标。
答案
解:(1)电场力与洛伦兹力大小之比
(2)电场力与场强方向相同,洛伦兹力与磁感应强度方向(即场强方向)垂直,带电质点受电场力和洛伦兹力的合力与重力平衡,故磁场和电场方向与yOz平面平行,与-y方向成53°斜向下,方向如图所示:       
解得C
(3)撤去磁场后,带电质点在沿x轴方向上做匀速直线运动,经过时间t=0.20s,沿x轴方向上的位移
m
带电质点受恒定合力,其大小等于洛伦兹力,方向与洛伦兹力方向相反,由几何关系可知质点受合力方向与+y方向成37°斜向下
质点的加速度=6.0m/s2
在t=0.20s内,沿此方向的位移
位移s在y轴方向的分量y=scos37°=9.6cm
在z轴方向的分量z=-ssin37°=-7.2cm
所以,经过时间t=0.2s带电质点的位置为 (20m,9.6cm,-7.2cm)
核心考点
试题【在一真空室内存在着匀强电场和匀强磁场,电场与磁场的方向相同,已知电强E=40.0V/m,磁感应强度B=0.30T。如图所示,在该直空室内建立O-xyz三维直角坐】;主要考察你对粒子在复合场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
由于受地球信风带和盛行西风带的影响,海洋中一部分海水做定向流动,称为风海流,风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子,这些离子随风海流做定向运动,如果有足够强的磁场能使海流中下的正、负离子发生偏转,便可用来发电。如图为一利用风海流发电的磁流体发电机原理示意图,用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道,在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N,金属板长为a,宽为b,两板间的距离为d。将管道沿风海流方向固定在风海流中,在金属板之间加一水平匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向由南向北,用导线将M、N外侧连接电阻为R的航标灯(图中未画出)。工作时,海水从东向西流过管道,在两金属板之间形成电势差,可以对航标灯供电。设管道内海水的流速处处相同,且速率恒为v,海水的电阻率为,海水所受摩擦阻力与流速成正比,比例系数为k。
(1)求磁流体发电机电动势E的大小,并判断M、N两板哪个板电势较高;
(2)由于管道内海水中有电流通过,磁场对管道内海水有力的作用,求此力的大小和方向;
(3)求在t时间内磁流体发电要消耗的总机械能。
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如图甲所示,两平行金属板接有如图乙所示随时间t变化的电压U,两板间电场可看作均匀的,且两板外无电场,板长L=0.2m,板间距离d=0.2m。在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO′垂直,磁感应强度T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子速度m/s,比荷q/m=108C/kg,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。
(1)试求带电粒子射出电场时的最大速度;
(2)证明任间时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和在MN上出射点的距离为定值,写出该距离的表达式;
(3)从电场射出的带电粒子,进入磁场运动一段时间后又射出磁场,求粒子在磁场中运动最长时间和最短时间。
题型:广东省期末题难度:| 查看答案
如图所示,在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系(z轴正方向竖直向上),一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不能忽略)从原点O以速度沿x轴正方向出发,下列说法正确的是
[     ]
A.若电场、磁场分别沿z轴正方向和x轴正方向,粒子只能做曲线运动
B.若电场、磁场均沿z轴正方向,粒子有可能做匀速圆周运动
C.若电场、磁场分别沿z轴负方向和y轴负方向,粒子有可能做匀速直线运动
D.若电场、磁场分别沿y轴负方向和z轴正方向,粒子有可能做平抛运动
题型:模拟题难度:| 查看答案
如图所示K与虚线MN之间是加速电场。虚线MN与PQ之间是匀强电场,虚线PQ与荧光屏之间是匀强磁场,且MN、PQ与荧光屏三者互相平行。电场和磁场的方向如图所示。图中A点与O点的连线垂直于荧光屏。一带正电的粒子从A点离开加速电场,速度方向垂直于偏转电场方向射入偏转电场,在离开偏转电场后进入匀强磁场,最后恰好垂直地打在图中的荧光屏上。已知电场和磁场区域在竖直方向足够长,加速电场电压与偏转电场的场强关系为U=Ed/2,式中的d是偏转电场的宽度且为已知量,磁场的磁感应强度B与偏转电场的电场强度E和带电粒子离开加速电场的速度v0关系符合表达式v0=E/B,如图所示,试求:
(1)画出带电粒子的运动轨迹示意图;
(2)磁场的宽度L为多少?
(3)带电粒子最后在电场和磁场中总的偏转距离是多少?
题型:模拟题难度:| 查看答案
如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,在-m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场,其宽度d=2m。一质量m=6.4×10-27kg、电荷量q=-3.2×10-19C的带电粒子从P点以速度v=4×104m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。求:
(1)带电粒子在磁场中运动时间;
(2)当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
(3)若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系。
题型:江苏模拟题难度:| 查看答案
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