帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)3(已修改)
2025-07-05 08:23 本頁面
【正文】 172013屆浙江理綜之電磁場選編二（供2013屆使用）(一)浙江省寧波市鄞州區(qū)2012屆高三5月適應(yīng)性考試25．（22分）如圖所示，空間分布著方向平行于紙面且與場區(qū)邊界垂直的有界勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E、寬度為L。在緊靠電場右側(cè)的圓形區(qū)域內(nèi)，分布著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，圓形磁場區(qū)域半徑為r。當(dāng)一帶正電的粒子（質(zhì)量為m，電荷量為q）從A點(diǎn)靜止釋放后，在M點(diǎn)離開電場，并沿半徑方向射入磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，粒子恰好從N點(diǎn)射出，O為圓心，∠MON＝120176。，粒子重力忽略不計(jì)。求：（1）粒子經(jīng)電場加速后，進(jìn)入磁場時(shí)速度v的大??；（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和粒子在電場、磁場中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t；（3）若粒子在離開磁場前某時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不變，大小突然變?yōu)锽1，此后粒子恰好被束縛在該磁場中，則B1的最小值為多少？（二）浙江省名校新高考研究聯(lián)盟2012屆第二次聯(lián)考25．（22分）某儀器用電場和磁場來控制電子在材料表面上方的運(yùn)動(dòng)，如圖所示，材料表面上方矩形區(qū)域PP′N′N充滿豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場寬為d；矩形區(qū)域NN′M′M充滿垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，長為3s，寬為s；NN′為磁場與電場之間的薄隔離層。一個(gè)電荷量為e、質(zhì)量為m、初速為零的電子，從P點(diǎn)開始被電場加速經(jīng)隔離層垂直進(jìn)入磁場，電子每次穿越隔離層，時(shí)間極短、運(yùn)動(dòng)方向不變，其動(dòng)能損失是每次穿越前動(dòng)能的10%，最后電子僅能從磁場邊界M′N′飛出。不計(jì)電子所受重力。（1）控制電子在材料表面上方運(yùn)動(dòng)，最大的電場強(qiáng)度為多少？（2）若電子以上述最大電場加速，經(jīng)多長時(shí)間將第三次穿越隔離層？（3）A是M′N′的中點(diǎn)，若要使電子在A、M′間垂直于AM′飛出，求電子在磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。（三）浙江省溫州市2012屆高三第二次適應(yīng)性測試25. (22分）如圖所示，帶電平行金屬板相距為2R，在兩板間半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直綁面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩板及其上側(cè)邊緣連線均與磁場邊界剛好相切。一帶電粒子(不計(jì)重力)沿兩板間中心線O1O2從O1點(diǎn)豎直向下以某一速度射入，沿直線通過圓形磁場、電場復(fù)合區(qū)域，然后恰好從左極板下邊緣飛出，在極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0。若僅撤去磁場，該粒子仍從O1點(diǎn)以相同的速度射入，經(jīng)時(shí)間打到極板上。(1) 試判斷該粒子帶何種電荷；(2) 求兩極板間電壓U。(3) 若兩極板不帶電，保持磁場不變，帶電粒子仍沿中心線O1O2從O1點(diǎn)射入，欲使帶電粒子不打在極板上，粒子的速度應(yīng)滿足什么條件？ (已知（四）2012年稽陽聯(lián)誼學(xué)校高三聯(lián)考2(22分)《2012》電影里說2012年將是太陽峰年，但是現(xiàn)在的預(yù)報(bào)，在國際太陽物理界普遍接受的一個(gè)風(fēng)期大概在2013—2014年之間。一個(gè)活動(dòng)周中太陽黑子的相對數(shù)目年平均值最大的那一年稱為太陽峰年，也叫太陽活動(dòng)極大年。在太陽峰年會(huì)產(chǎn)生太陽風(fēng)暴，太陽風(fēng)暴指太陽在黑子活動(dòng)高峰階段產(chǎn)生的劇烈爆發(fā)活動(dòng)。爆發(fā)時(shí)釋放大量帶電粒子所形成的高速粒子流(正、負(fù)等離子體)，嚴(yán)重影響地球的空間環(huán)境，破壞臭氧層，干擾無線通信，對人體健康也有一些危害。為此某科研小組設(shè)計(jì)了一裝置來吸收部分等離子體，假設(shè)一束單位體積內(nèi)正、負(fù)離子的總數(shù)目為n0的等離子體，以速度水平射來，設(shè)每個(gè)離子的質(zhì)量為m0，電荷量絕對值均為q0，離子束的橫截面是邊長為2oL的正方形(如圖所示)，MNPQ是離子束的某個(gè)橫截面。在MNPQ右側(cè)空間有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向與等離子體運(yùn)動(dòng)的速度垂直且與MN平行，在磁場中放置mnpqm1n1p1q1的長方體金屬收集器，它的橫截面是邊長為L的正方形，其位置如圖所示，長方體側(cè)面mnpq平行于橫截面MNPQ，平面M1N1P1Ql是截面MNPQ及長方體側(cè)面mnpq的中垂面，且mqM1Q1，M1Q1=3L，mn=20L。(假設(shè)等離子體落到金屬收集器表面被吸收，速度立刻變?yōu)榱悖雎噪x子間的相互作用) (1)若沒有金屬收集器，則打在直線M1Q1上的離子，離M1最遠(yuǎn)的距離是多少? (2)M到Q哪些位置的離子能被金屬收集器吸收?(3)此金屬收集器單位時(shí)間吸收的離子的質(zhì)量為多少?（五）2011學(xué)年浙江省第二次五校聯(lián)考axyO25．（22分）如圖所示，在坐標(biāo)原點(diǎn)有一放射源放出質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子，假設(shè)粒子的速率都為v，方向均沿紙面．現(xiàn)在xa的區(qū)域加一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，不計(jì)粒子的重力．求：（1）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間是多少？（2）為了使粒子不離開磁場，在x=處放一塊與y軸平行的擋板，
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