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2022-2023學(xué)年廣東省汕頭市高三(上)期末物理試卷
>
試題詳情
如圖所示的xOy直角坐標(biāo)系中,在以y軸上的A點(diǎn)(0,R)為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi),分布著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).在圓形區(qū)域外有一對(duì)金屬極板P、Q平行正對(duì)放置,Q板處于x軸上,兩板的長(zhǎng)度和間距均為R,極板間圍成的區(qū)域內(nèi)分布著垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同。在原點(diǎn)O處的粒子源向紙面內(nèi)第一象限的各個(gè)方向不斷射出電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子,射出時(shí)速度大小均為v
0
.粒子經(jīng)過(guò)圓形區(qū)域后速度方向均平行于x軸,最上方的粒子貼近P板射入兩板之間.粒子經(jīng)極板間的磁場(chǎng)再次偏轉(zhuǎn),碰到P板的粒子都被吸收使P板帶電,Q板通過(guò)接地帶上與P板等量的異種電荷.當(dāng)兩板間的電壓達(dá)到穩(wěn)定后,撤去極板間的磁場(chǎng).此后粒子繼續(xù)射入。假設(shè)極板帶電后僅在兩板之間的區(qū)域產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng),對(duì)區(qū)域外的影響可忽略不計(jì)。不計(jì)粒子的重力及它們之間的相互作用。
(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??;
(2)設(shè)粒子從O處射出的方向與x軸正方向的夾角為θ。試討論撤去右側(cè)磁場(chǎng)后,粒子最終落在極板上或從極板間右側(cè)離開(kāi)時(shí)的動(dòng)能E
k
與θ的關(guān)系。
【考點(diǎn)】
帶電粒子由磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
;
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)
;
從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題
.
【答案】
見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59
組卷:27
引用:1
難度:0.2
相似題
1.
半導(dǎo)體摻雜是集成電路生產(chǎn)中最基礎(chǔ)的工作,某公司開(kāi)發(fā)的第一代晶圓摻雜機(jī)主要由三部分組成:離子發(fā)生器,控制器和標(biāo)靶。簡(jiǎn)化模型如圖所示,離子發(fā)生器產(chǎn)生電量為+q,質(zhì)量為m的離子,以足夠大速度v
0
沿電場(chǎng)的中央軸線飛入電場(chǎng);控制器由靠得很近的平行金屬板A、B和相互靠近的兩個(gè)電磁線圈構(gòu)成(忽略邊緣效應(yīng)),極板A、B長(zhǎng)為L(zhǎng)
1
,間距為d,加上電壓時(shí)兩板間的電場(chǎng)可當(dāng)作勻強(qiáng)電場(chǎng),兩電磁線圈間的圓柱形磁場(chǎng)可以當(dāng)作勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流的關(guān)系B=kI,k為常數(shù),勻強(qiáng)電場(chǎng)與(柱形)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的中軸線互相垂直相交,磁場(chǎng)橫截面的半徑為r
0
;標(biāo)靶是半徑為R的單晶硅晶圓,并以晶圓圓心為坐標(biāo)原點(diǎn),建立Oxy正交坐標(biāo)系。晶圓與勻強(qiáng)電場(chǎng)的中軸線垂直,與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的中軸線平行,且與勻強(qiáng)電場(chǎng)中心和柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軸線的距離分別為L(zhǎng)
2
和L
3
,其中R=
3
L
3
。U
AB
=0,I=0時(shí),離子恰好打到晶圓的(0,0)點(diǎn)。
(1)當(dāng)I=0,U
AB
=U
1
時(shí),離子恰好能打到(0,-R)點(diǎn),求U
1
的值。
(2)當(dāng)U
AB
=0,I=I
1
時(shí),離子能打到點(diǎn)(R,0),求I
1
的值。
(3)試導(dǎo)出離子打到晶圓上位置(x,y)與U
AB
和I的關(guān)系式。(提示:tanθ=
2
tan
θ
2
1
-
tan
2
θ
2
)
發(fā)布:2024/11/12 19:30:1
組卷:284
引用:3
難度:0.1
解析
2.
“太空粒子探測(cè)器”是安裝在國(guó)際空間站上的一種探測(cè)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(jiǎn)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(chǎng),方向由內(nèi)弧面指向外弧面,圓心為O,兩弧面間的電勢(shì)差為U,右側(cè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形邊界abcd內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),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(chǎng)加速后穿過(guò)內(nèi)弧面均從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),不計(jì)粒子重力、粒子間的作用力及碰撞,下列說(shuō)法正確的是( ?。?/h2>
A.粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)的速率
v
0
=
2
e
U
m
B.若從O點(diǎn)垂直于ad邊界射入磁場(chǎng)的粒子恰能從c點(diǎn)離開(kāi),則
B
=
5
4
L
2
m
U
e
C.若沿PO方向射入磁場(chǎng)的粒子恰好從d點(diǎn)射出磁場(chǎng),此時(shí)
B
=
1
L
2
m
U
e
D.若要求外弧面PQ上所有的粒子均從cd邊射出磁場(chǎng),則B值的取值范圍為
(
2
+
3
)
2
L
2
m
U
e
<
B
<
2
L
2
m
U
e
發(fā)布:2024/10/26 23:0:1
組卷:75
引用:1
難度:0.7
解析
3.
如圖所示,以棱長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方體頂點(diǎn)O為原點(diǎn)建立三維坐標(biāo)系Oxyz,其中正方體的頂點(diǎn)P落在x軸上,頂點(diǎn)Q落在y軸上。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子(重力不計(jì))由Q點(diǎn)沿x軸正方向以初速度v
0
射入正方體,第一次只加沿z軸負(fù)方向磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),該粒子恰好能通過(guò)OQ的中點(diǎn);第二次只加沿y軸負(fù)方向電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),該粒子恰好能通過(guò)OP的中點(diǎn);第三次同時(shí)加上與前兩次等大的磁場(chǎng)和電場(chǎng),其中磁場(chǎng)方向不變,將電場(chǎng)方向調(diào)整為與yOz平面平行,與z軸正方向成30°角、與y軸正方向成60°角。則( ?。?/h2>
A.第一次和第二次該粒子在正方體內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等
B.電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小滿足E=v
0
B
C.第三次該粒子的運(yùn)動(dòng)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
D.第三次該粒子離開(kāi)正方體時(shí)的位置坐標(biāo)為(L,L,L)
發(fā)布:2024/11/9 5:0:1
組卷:118
引用:1
難度:0.6
解析
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