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高中物理

如右图所示,在矩形ABCD区域内,对角钱BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场,对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出),矩形AD边长L,AB边长为2L。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计)以初速度vo从A点沿AB方向进入电场,在对角线BD的中点P处进入磁场,并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出),求:

(1)电场强度E的大小
(2)带电粒子经过P点时速度v的大小和方向:
(3)磁场的磁感应强度B的大小和方向。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MN垂直于纸面,在纸面内的长度L=9.1cm,中点O与S间的距离d=4.55cm,ON与OS连线的夹角为θ(0<θ<),板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.0×104T,电子质量m=9.1×1031kg,电量e=-1.6×1019C,不计电子重力。电子源发射速度v=1.6×106m/s的一个电子,求:该电子打在板上可能位置的区域的长度l(用含有θ的式子表示)。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

在如图所示的竖直平面内,水平轨道CD和长度的倾斜轨道GH与半径的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点,GH与水平面的夹角,过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度;过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场,电场方向水平向右,电场强度。小物体质量、电荷量,受到水平向右的推力的作用,沿CD向右做匀速直线运动,到达D点后撤去推力。与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为,取,物体电荷量保持不变,不计空气阻力。求:

(1)小物体到达G点时的速度v的大小;
(2)小物体从G点运动到斜面顶端H点所用的时间.

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(10分)汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子经加速电压加速后,穿过A’中心的小孔沿中心线(O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P’间的区域,极板间距为d。当P和P’极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;当P和P’极板间加上偏转电压U后,亮点偏离到O’点;此时,在P和P’间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点。不计电子的初速度、所受重力和电子间的相互作用。

(1)求电子经加速电场加速后的速度大小;
(2)若不知道加速电压值,但己知P和P’极板水平方向的长度为L1,它们的右端到荧光屏中心O点的水平距离为L2,(O于O’点的竖直距离为h,(O'与0点水平距离可忽略不计),求电子的比荷。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

(18分)竖直平行放置的两个金属板A、K连在如图所示的电路中.电源电动势E=" 91" V,内阻r=1Ω,定值电阻R1=l0,滑动变阻器R2的最大阻值为80, S1、S2为A、K板上的两个小孔,S1与S2的连线水平,在K板的右侧有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B="0." 10 T,方向垂直纸面向外.另有一水平放置的足够长的荧光屏D,如图H=0.2m.电量与质量之比为2.0×l05C/kg的带正电粒子由S1进入电场后,通过S2向磁场中心射去,通过磁场后打到荧光屏D上.粒子进入电场的初速度、重力均可忽略不计.

(1)两个金属板A、K各带什么电?
(2)如果粒子垂直打在荧光屏D上,求粒子在磁场中运动的时间和电压表的示数为多大?(结果保留两位有效数字)
(3)调节滑动变阻器滑片P的位置,当滑片到最左端时,通过计算确定粒子能否打到荧光屏?.

  • 题型:未知
  • 难度:未知

如下图所示,相距为d、板间电压为U的平行金属板M、N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场;在pOy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场;pOx区域为无场区.一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射入两板间并做匀速直线运动,从H(0,a)点垂直y轴进入第Ⅰ象限.

(1)求离子在平行金属板间的运动速度;
(2)若离子经Op上某点离开磁场,最后垂直x轴离开第Ⅰ象限,求离子在第Ⅰ象限磁场区域的运动时间;
(3)要使离子一定能打在x轴上,则离子的荷质比应满足什么条件?

  • 题型:未知
  • 难度:未知

如图所示,粒子源O产生初速度为零、电荷量为q、质量为m的正离子,被电压为的加速电场加速后通过直管,在到两极板等距离处垂直射入平行板间的偏转电场,两平行板间电压为2。离子偏转后通过极板MN上的小孔S离开电场。已知ABC是一个外边界为等腰三角形的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,边界AB=AC=L,,离子经过一段匀速直线运动,垂直AB边从AB中点进入磁场。(忽略离子所受重力)
(1)若磁场的磁感应强度大小为B0,试求离子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)若离子能从AC边穿出,试求磁场的磁感应强度大小的范围。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

如图所示,左侧装置内存在着匀强磁场和方向竖直向下的匀强电场,装置上下两极板间电势差为U,间距为L,右侧为“梯形”匀强磁场区域ACDH,其中,AH//CD, =4L。一束电荷量大小为q、质量不等的带电粒子(不计重力、可视为质点),从狭缝S1射入左侧装置中恰能沿水平直线运动并从狭缝S2射出,接着粒子垂直于AH、由AH的中点M射入“梯形”区域,最后全部从边界AC射出。若两个区域的磁场方向均水平(垂直于纸面向里)、磁感应强度大小均为B,“梯形”宽度=L,忽略电场、磁场的边缘效应及粒子间的相互作用。

(1)判定这束粒子所带电荷的种类,并求出粒子速度的大小;
(2)求出这束粒子可能的质量最小值和最大值;
(3)求出(2)问中偏转角度最大的粒子在“梯形”区域中运动的时间。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。在真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场,电场和磁场的宽度均为d。电场强度为E,方向水平向右;磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直,一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放,粒子始终在电场、磁场中运动,不计粒子重力及运动时的电磁辐射

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(1)求粒子在第2层磁场中运动时速度 v 2 的大小与轨迹半径 r 2

(2)粒子从第n层磁场右侧边界穿出时,速度的方向与水平方向的夹角为 θ n ,试求 sin θ n

(3)若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出,试问在其他条件不变的情况下,也进入第n层磁场,但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界,请简要推理说明之。

来源:2015年全国普通高等学校招生统一考试物理
  • 题型:未知
  • 难度:未知

如图所示,两块平行金属极板MN水平放置,板长L="l" m,间距d=m,两金属板间电压UMN=1×104V;在平行金属板右侧依次存在ABC和FGH两个全等的正三角形区域,正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场,三角形的上顶点A与上金属板M平齐,BC边与金属板平行,AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点;正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场,已知A、F、G处于同一直线上,B、C、H也处于同一直线上,AF两点距离为m。现从平行金属极板MN左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电粒子,粒子质量m=3×l0kg,带电量q=+l×10C,初速度v0=1×l0 m/s。求:

(1)带电粒子从电场中射出时的速度v的大小和方向?
(2)若带电粒子进入三角形区域ABC后垂直打在AC边上,求该区域的磁感应强度 ?
(3)接第(2)问,若要使带电粒子由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面,求B2至少应为多大?

  • 题型:未知
  • 难度:未知

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:

(1)M、N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,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。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

如图所示,左侧装置内存在着匀强磁场和方向竖直向下的匀强电场,装置上、下两极板间电势差为U,间距为L;右侧为“台形”匀强磁场区域ACDH,其中,AH//CD,AH=4L。一束电荷量大小为q、质量不等的带电粒子 (不计重力、可视为质点),从狭缝S1射人左侧装置中恰能沿水平直线运动并从狭缝S2射出,接着粒子垂直于AH、由AH的中点M射人“台形”区域,最后全部从边界AC射出。若两个区域的磁场方向均水平(垂直于纸面向里)、磁感应强度大小均为B,“台形”宽度MN=L,忽略电场、磁场的边缘效应及粒子间的相互作用。

(1)判定这束粒子所带电荷的种类,并求出粒子速度的大小;
(2)求出这束粒子可能的质量最小值和最大值;
(3)求出(2)问中偏转角度最大的粒子在“台形”区域中运动的时间。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

如图所示,在矩形区域内有沿纸面向上的匀强电场,场强的大小;在矩形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小.已知.在点处有一放射源,沿纸面向电场中各方向均匀地辐射出速率均为的某种带正电粒子,粒子质量,电荷量,粒子可以无阻碍地通过边界进入磁场,不计粒子的重力.求:

(1)粒子进入磁场的速度大小;
(2)粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(3)边界FG上有粒子射出磁场的长度.

  • 题型:未知
  • 难度:未知

如图(甲)所示,两平行金属板间接有如图(乙)所示的随时间t变化的电压u,两板间电场可看作是均匀的,且两板外无电场,极板长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B=5×10-3T,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,已知每个粒子的速度v0=105m/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)试求带电粒子能够射出电场时的最大电压和对应的射出速度大小。
(2)证明任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值。
(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的最长时间和最短时间。

  • 题型:未知
  • 难度:未知

如图所示,竖直平面内有一直角坐标系,在y轴的右侧存在无限大的、场强大小为E、水平向左的匀强电场,在y轴的左侧同时存在一个垂直纸面向外、磁感应强度大小为B、水平宽度为a的匀强磁场Ⅰ.有一不计重力、带正电、比荷为的粒子由+x轴上某一位置无初速度释放.

(1)若其恰好经过磁场Ⅰ左边界上P点,求粒子射出磁场Ⅰ的速度v1的大小;
(2)若其恰好经过y轴上的Q点,求粒子从释放开始第一次到达Q所用的时间;
(3)若匀强磁场Ⅰ左侧同时存在一个垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B的无限大匀强磁场Ⅱ,要使粒子第二次沿+x方向运动时恰经过y轴上的M点,试求其在+x轴上无初速度释放时的位置坐标.

  • 题型:未知
  • 难度:未知

高中物理α粒子散射实验计算题