當(dāng)前位置： 2023年重慶市高考物理一診試卷（選擇考）> 試題詳情

某裝置可通過電磁場實(shí)現(xiàn)對帶電微粒運(yùn)動(dòng)的控制，具體過程簡化如下：裝置如圖1所示，在y軸上與O點(diǎn)距離為L的P點(diǎn)是一粒子發(fā)射源，沿平行于x軸正方向不斷地發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）、速度大小為v₀的微粒；在x軸上距O點(diǎn)3L處固定有垂直于x軸的擋板CD，擋板長度為8L且關(guān)于x軸上下對稱，微粒打到擋板上立即被吸收（微粒軌跡與擋板相切時(shí)也被吸收），擋板吸收微粒后電荷可被立即導(dǎo)走，擋板始終不帶電。在0≤x≤3L區(qū)間僅存在平行于y軸方向的勻強(qiáng)電場時(shí)，微粒恰好做直線運(yùn)動(dòng)；保持電場不變，再在0≤x≤3L區(qū)間中加上如圖2所示隨時(shí)間周期性變化的磁場，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B₀=
m
v
0
q
L
、方向垂直于xOy平面向外為正方向，T=
2
π
L
v
0
，忽略微粒間的相互作用，重力加速度為g。求：
（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度；
（2）通過定量計(jì)算判斷t=
5
T
12
時(shí)刻進(jìn)入電磁場區(qū)域的微粒能否打到擋板上，若微粒不能打到擋板上，求微粒在運(yùn)動(dòng)過程中到擋板（含端點(diǎn)）的最小距離；
（3）在0～
T
2
內(nèi)從P點(diǎn)發(fā)射并打到擋板上的微粒，在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間與最短時(shí)間的差值以及微粒打到擋板上區(qū)域的長度。

【考點(diǎn)】帶電粒子由磁場進(jìn)入電場中的運(yùn)動(dòng)．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：104引用：2難度：0.1

相似題

1．如圖甲所示，邊長為L的正方形區(qū)域abcd位于豎直平面內(nèi)，ab邊水平。該區(qū)域內(nèi)有周期性變化的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，以平行ad向下為電場的正方向，垂直紙面向里為磁場的正方向，電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖像分別如圖乙和圖丙所示，圖中E₀、B₀、T均未知。質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電顆粒（可視為質(zhì)點(diǎn)）源源不斷地從ad邊中點(diǎn)O以某一恒定初速度沿水平方向射入電場，若t=0時(shí)刻射入電場的顆粒，經(jīng)
T
2
時(shí)間后從c點(diǎn)離開電場，t=
T
2
時(shí)刻射入電場的顆粒，在電磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，t=
T
8
時(shí)刻射入電場的顆粒從dc邊射出電磁場時(shí)到c點(diǎn)的距離為
7
32
L。顆粒重力不能忽略，不計(jì)顆粒之間的相互作用，重力加速度為g。求：

（1）顆粒射入電場時(shí)的初速度v₀大小；
（2）B₀的大小。
發(fā)布：2024/10/17 0:0:1組卷：31引用：1難度：0.3
解析
2．如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,第二象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第三象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場。M、N兩個(gè)豎直平行金屬板之間的電壓為U，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子（不計(jì)粒子重力）從靠近N板的S點(diǎn)由靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)，從電場的右邊界y軸上的A點(diǎn)水平向左垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上的C點(diǎn)與x軸負(fù)方向成θ=60°角進(jìn)入磁場，最后從y軸上的D點(diǎn)垂直于y軸射出磁場，求：
（1）A、C兩點(diǎn)間的電勢差U_AC和粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；
（2）粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用時(shí)間和從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)所用時(shí)間的比值。
發(fā)布：2024/10/19 0:0:1組卷：67引用：2難度：0.6
解析

3．“太空粒子探測器”是安裝在國際空間站上的一種探測宇宙射線的試驗(yàn)設(shè)備，由加速裝置、偏轉(zhuǎn)裝置和收集裝置三部分組成。其簡化原理圖如圖所示，兩個(gè)同心扇形圓弧面PQ、MN之間存在輻射狀的加速電場，方向由內(nèi)弧面指向外弧面，圓心為O，兩弧面間的電勢差為U，右側(cè)邊長為L的正方形邊界abcd內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其大小為B（可調(diào)節(jié)），O點(diǎn)為ad邊界的中點(diǎn)，PO、QO與ad邊界的夾角均為30°。假設(shè)太空中質(zhì)量為m、電荷量為e的帶負(fù)電粒子，均能均勻地吸附到外弧面PQ的右側(cè)面上，由靜止經(jīng)電場加速后穿過內(nèi)弧面均從O點(diǎn)進(jìn)入磁場，不計(jì)粒子重力、粒子間的作用力及碰撞，下列說法正確的是（　?。?/h2>

A．粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)的速率

B．若從O點(diǎn)垂直于ad邊界射入磁場的粒子恰能從c點(diǎn)離開，則

C．若沿PO方向射入磁場的粒子恰好從d點(diǎn)射出磁場，此時(shí)

D．若要求外弧面PQ上所有的粒子均從cd邊射出磁場，則B值的取值范圍為

（

）

＜

發(fā)布：2024/10/26 23:0:1組卷：74引用：1難度：0.7

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