精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

（18分）如圖所示，在x軸下方的區(qū)域內存在+y方向的勻強電場，電場強度為E。在x軸上方以原點O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內存在勻強磁場，磁場的方向垂直于xoy平面向外，磁感應強度為B。-y軸上的A點與O點的距離為d，一個質量為m、電荷量為q的帶正電粒子從A點由靜止釋放，經電場加速后從O點射入磁場，不計粒子的重力。

（1）求粒子在磁場中運動的軌道半徑r；
（2）要使粒子進人磁場之后不再經過x軸，求電場強度的取值范圍；
（3）改變電場強度，使得粒子經過x軸時與x軸成θ=300的夾角，求此時粒子在磁場中的運動時間t及經過x軸的位置坐標值x0。

（1）（2）（3）    

解析試題分析：（1）粒子在電場中加速，由動能定理得： ① -------（2分）  
粒子進入磁場后做圓周運動，有： ② ----（2分）
解得粒子在磁場中運動的半徑： ③ -------（2分）
（2）設場強為E0時，粒子離開磁場后恰好不再經過x軸，則離開磁
場時的速度方向與x軸平行，運動情況如圖（甲），

易得：               ④ --------（2分）
由③、④式解得：           ⑤ -----------（2分）
因此，場強的范圍：    ⑥ -------（1分）
（3）粒子運動情況如圖（乙），

由幾何關系可得：
                ⑦ -------（2分）
粒子在磁場中的運動周期為：    ⑧--------（1分）
粒子在磁場中的運動周期為：   ⑨--------（1分）
聯立②⑥⑦⑧可得：            ⑩--------（1分）

11

 
由圖可得粒子經過x軸時的位置橫坐標值為：     --------（2分）

考點：帶電粒子在電場磁場中的運動

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示，在勻強電場中，一電荷量為q=5.0×10-10C的正電荷，由a點移到b點和由a點移到c點，電場力做的功都是2.0×10-8J,已知a、b、c三點的連線組成直角三角形，ab＝20cm, ＝37°，則勻強電場的場強大小為_________v/m，電場強度的方向為______(COS37°＝0.8).

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，電源電動勢E=9V，內阻r=0.5Ω，電阻R1=5.0Ω，R2=3.5Ω，R3=6.0Ω，R4=3.0Ω，電容C=2.0μF。兩板間距離為0.17 m。

（1）求電鍵接到a時，電容的帶電量是多少？上極板帶何種電荷？
（2）求電鍵從與a接觸到與b接觸時，通過R3的電荷量是多少？上極板帶何種電荷？
（3）若兩極板中央有一個帶電粒子，當電鍵與a接觸時，正好處于靜止狀態(tài)，若電鍵與b接觸后，帶電粒子向哪極板運動？經過多長時間到達極板？（不考慮電容充放電時間，g=10m/s2）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示，兩水平放置的平行金屬板a、b，板長L＝0.2 m，板間距d＝0.2 m．兩金屬板間加可調控的電壓U，且保證a板帶負電，b板帶正電， 忽略電場的邊緣效應．在金屬板右側有一磁場區(qū)域，其左右總寬度s＝0.4 m，上下范圍足夠大，磁場邊界MN和PQ均與金屬板垂直，磁場區(qū)域被等寬地劃分為n（正整數）個豎直區(qū)間，磁感應強度大小均為B＝5×10-3T，方向從左向右為垂直紙面向外、向內、向外……．在極板左端有一粒子源，不斷地向右沿著與兩板等距的水平線OO′發(fā)射比荷＝1×108 C/kg、初速度為v0＝2×105 m/s的帶正電粒子。忽略粒子重力以及它們之間的相互作用．
（1）當取U何值時，帶電粒子射出電場時的速度偏向角最大；
（2）若n=1，即只有一個磁場區(qū)間，其方向垂直紙面向外，則當電壓由0連續(xù)增大到U過程中帶電粒子射出磁場時與邊界PQ相交的區(qū)域的寬度；
（3）若n趨向無窮大，則偏離電場的帶電粒子在磁場中運動的時間t為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，勻強磁場的方向垂直于光滑的金屬導軌平面向里，極板間距為d的平行板電容器與總阻值為2R0的滑動變阻器通過平行導軌連接，電阻為R0的導體棒MN可在外力的作用下沿導軌從左向右做勻速直線運動。當滑動變阻器的滑動觸頭位于a、b的中間位置且導體棒MN的速度為v0時，位于電容器中P點的帶電油滴恰好處于靜止狀態(tài)。若不計摩擦和平行導軌及導線的電阻，各接觸處接觸良好，重力加速度為g，則下列判斷正確的是

A．油滴帶正電荷
B．若將上極板豎直向上移動距離d，油滴將向上加速運動，加速度a = g/2
C．若將導體棒的速度變?yōu)?v0，油滴將向上加速運動，加速度a = g
D．若保持導體棒的速度為v0不變，而將滑動觸頭置于a端，同時將電容器上極板向上移動距離d/3，油滴仍將靜止

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題


如圖所示，電子從燈絲K發(fā)出（初速度不計），在KA間經加速電壓U1加速后，從A板中心小孔射出，進入由M、N兩個水平極板構成的偏轉電場， M、N兩板間的距離為d，電壓為U2，板長為L，電子進入偏轉電場時的速度與電場方向垂直，射出時沒有與極板相碰。已知電子的質量為m，電荷量為e，不計電子的重力及它們之間的相互作用力。求：

（1）電子穿過A板小孔時的速度大小v；
（2）電子在偏轉電場中的運動時間t；
（3）電子從偏轉電場射出時沿垂直于板方向偏移的距離y。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（8分）如圖所示，電荷量為－e，質量為的電子從點沿與電場垂直的方向進入勻強電場，初速度為，當它通過電場中點時，速度與場強方向成角，不計電子的重力，求：

（1）電子經過點的速度多大；
（2）兩點間的電勢差多大。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖19所示，在水平向左、電場強度為E的勻強電場中，豎直固定著一根足夠長的粗糙絕緣桿，桿上套著一個質量為m、帶有電荷量-q的小圓環(huán)，圓環(huán)與桿間的動摩擦因數為μ。

（1）由靜止釋放圓環(huán)，圓環(huán)沿桿下滑，求圓環(huán)下滑過程中受到的摩擦力f；
（2）若在勻強電場E的空間內再加上磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，圓環(huán)仍由靜止開始沿桿下滑。求：
①圓環(huán)剛開始運動時加速度a0的大小；
②圓環(huán)下滑過程中的最大動能Ek。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

一束電子流在經U＝2500 V的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進入平行板間的勻強電場，如圖所示，若兩板間距d="1.0" cm，板長l="5.0" cm，那么，要使二價負離子能從平行板間飛出，兩個極板上最多能加多大電壓?

查看答案和解析>>

同步練習冊答案