(15分)如圖(甲)所示,在xoy平面內(nèi)有足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向上,電場(chǎng)強(qiáng)度E=40N/C。在y軸左側(cè)平面內(nèi)有足夠大的瞬時(shí)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖(乙)所示,15πs后磁場(chǎng)消失,選定磁場(chǎng)垂直向里為正方向。在y軸右側(cè)平面內(nèi)還有方向垂直紙面向外的恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng),分布在一個(gè)半徑為r=0.3m的圓形區(qū)域(圖中未畫出),且圓的左側(cè)與y軸相切,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.8T。t=0時(shí)刻,一質(zhì)量m=8×10-4kg、電荷量q=+2×10-4C的微粒從x軸上xP=-0.8m處的P點(diǎn)以速度v=0.12m/s向x軸正方向入射,重力加速度g取10m/s2。

(1)求微粒在第二像限運(yùn)動(dòng)過程中離y軸、x軸的最大距離;
(2)若微粒穿過y軸右側(cè)圓形磁場(chǎng)時(shí),速度方向的偏轉(zhuǎn)角度最大,求此圓形磁場(chǎng)的圓心坐標(biāo)(x、y);
(3)若微粒以最大偏轉(zhuǎn)角穿過磁場(chǎng)后, 擊中x軸上的M點(diǎn),求微粒從射入圓形磁場(chǎng)到擊中M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t 。
(1)3.3m  2.4m (2) (0.3,2.25) (3)25.4s

試題分析:(1)由于微粒射入電磁場(chǎng)后受,微粒相當(dāng)于僅在洛倫茲力作用下做勻速
圓周運(yùn)動(dòng),則有:
          (1分)
          (1分)
解得:,s          (1分)
所以從乙圖可知:在0~5πs內(nèi)粒子向上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),5πs~10πs內(nèi)微粒向左勻速運(yùn)動(dòng),
運(yùn)動(dòng)位移:m         (1分)
10πs~15πs內(nèi),微粒又向上勻速圓周運(yùn)動(dòng)后向右勻速穿過y軸,
所以,離y軸的最大距離:       (1分)
離x軸的最大距離:       (1分)
(2)如下圖微粒穿過圓磁場(chǎng)要求偏轉(zhuǎn)角最大,必須入射點(diǎn)A與出射點(diǎn)B連線為磁場(chǎng)的直徑,則有:
,解得:       (1分)
所以最大偏轉(zhuǎn)角:       (1分)
圓心坐標(biāo):        (2分)
(3)微粒在圓磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:       (1分)
微粒射出圓磁場(chǎng)后勻速運(yùn)動(dòng)如圖
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/201408250027149271045.png" style="vertical-align:middle;" />        (1分)
微粒射出B點(diǎn)時(shí)y方向速度為:       (1分)
       (1分)
因此       (1分)
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(16分)如圖所示裝置由加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成。偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)處在加有電壓的相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板之間,勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平寬度為l,豎直寬度足夠大,處在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的右邊,如圖甲所示。大量電子(其重力不計(jì))由靜止開始,經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。當(dāng)兩板沒有加電壓時(shí),這些電子通過兩板之間的時(shí)間為2t0,當(dāng)在兩板間加上如圖乙所示的周期為2t0、幅值恒為U0的電壓時(shí),所有電子均能通過電場(chǎng),穿過磁場(chǎng),最后打在豎直放置的熒光屏上(已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e)。求:

(1)如果電子在t=0時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),求它離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向位移大;
(2)通過計(jì)算說明,所有通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電子的偏向角(電子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度方向與進(jìn)入電場(chǎng)速度方向的夾角)都相同。
(3)要使電子能垂直打在熒光屏上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分)如圖所示,坐標(biāo)系xOy在豎直平面內(nèi),x軸正方向水平向右,y軸正方向豎直向上。y<0的區(qū)域有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B;在第一象限的空間內(nèi)有與x軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫出);第四象限有與x軸同方向的勻強(qiáng)電場(chǎng);第三象限也存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫出)。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電微粒從第一象限的P點(diǎn)由靜止釋放,恰好能在坐標(biāo)平面內(nèi)沿與x軸成θ=30°角的直線斜向下運(yùn)動(dòng),經(jīng)過x軸上的a點(diǎn)進(jìn)入y<0的區(qū)域后開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過y軸上的b點(diǎn)進(jìn)入x<0的區(qū)域后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),最后通過x軸上的c點(diǎn),且Oa=Oc。已知重力加速度為g,空氣阻力可忽略不計(jì)。求:

(1)微粒的電性及第一象限電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E1
(2)帶電微粒由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中,其電勢(shì)能的變化量大。
(3)帶電微粒從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(15分)如圖所示,在足夠大的空間范圍內(nèi),同時(shí)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。足夠長的斜面固定在水平面上,斜面傾角為。有一帶電的小球P靜止于斜面頂端A處,且恰好對(duì)斜面無壓力。若將小球P以初速度水平向右拋出(P視為質(zhì)點(diǎn)),一段時(shí)間后,小球落在斜面上的C點(diǎn)。已知小球的運(yùn)動(dòng)軌跡在同一豎直平而內(nèi),重力加速度為g,求: 

(1)小球P落到斜面時(shí)速度方向與斜面的夾角及由A到C所需的時(shí)間t;
(2)小球P拋出到落回斜面的位移x的大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在xOy坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)存在一沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),在第四象限內(nèi)存在一垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).現(xiàn)有一電子(質(zhì)量為m、電荷量大小為e)以初速度v0從電場(chǎng)中坐標(biāo)為(3L,L)的P點(diǎn)沿垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向射入,然后從x軸上的A點(diǎn)(圖中未畫出)射入磁場(chǎng).已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,磁感應(yīng)強(qiáng)度為.求:

(1)電子在A點(diǎn)的速度大小及速度方向與x軸負(fù)方向的夾角;
(2)電子從磁場(chǎng)中出射點(diǎn)的位置坐標(biāo);
(3)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,豎直放置的平行板電容器,A板接電源正極,B板接電源負(fù)極,在電容器中加一與電場(chǎng)方向垂直的、水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一批帶正電的微粒從A板中點(diǎn)小孔C射入,射入的速度大小方向各不相同,考慮微粒所受重力,微粒在平行板A、B間運(yùn)動(dòng)過程中(    )

A.所有微粒的動(dòng)能都將增加
B.所有微粒的機(jī)械能都將不變
C.有的微粒可以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
D.有的微?赡茏鰟蛩僦本運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在某一真空中,只有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和豎直向下的重力場(chǎng),在豎直平面內(nèi)有初速度為v0的帶電微粒,恰能沿圖示虛線由A向B做直線運(yùn)動(dòng).那么(  )
A.微粒帶正、負(fù)電荷都有可能
B.微粒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
C.微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.微粒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)、傳送帶和水平面的夾角為37°,完全相同的兩輪和皮帶的切點(diǎn)A、B間的距離為24m, B點(diǎn)右側(cè)(B點(diǎn)在場(chǎng)的邊緣)有一上下無限寬左右邊距為d的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=103T.傳送帶在電機(jī)帶動(dòng)下,以4m/s速度順時(shí)針勻速運(yùn)轉(zhuǎn),現(xiàn)將質(zhì)量為m=0.1kg,電量q=+10-2C的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放于傳送帶的A點(diǎn),已知物體和傳送帶間的摩擦系數(shù)為μ=0.8,物體在運(yùn)動(dòng)過程中電量不變,重力加速度取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

(1)物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的時(shí)間?
(2)若物體從B點(diǎn)進(jìn)入混合場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則所加的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E應(yīng)為多少?物體仍然從混合場(chǎng)的左邊界出混合場(chǎng),則場(chǎng)的右邊界距B點(diǎn)的水平距離d至少等于多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖甲所示,兩塊長為L(L未知)的平行金屬板M、N,彼此正對(duì),板間距亦為L。現(xiàn)將N板接地,M上電勢(shì)隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。兩平行金屬板左邊緣的中線處放置一個(gè)粒子源,能沿中線方向連續(xù)不斷地放出一定速度的帶正電粒子。已知帶電粒子的荷質(zhì)比,粒子的重力和粒子之間的作用力均可忽略不計(jì)。若某時(shí)刻粒子源放出的粒子恰能從平行金屬板右邊緣離開電場(chǎng)(設(shè)在每個(gè)粒子通過電場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間內(nèi),可以把板間的電場(chǎng)看作是恒定的),同時(shí)進(jìn)入金屬板右方磁感強(qiáng)度為T,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一段時(shí)間后正粒子垂直打在屏PQ上,屏PQ與金屬板右邊緣的距離為d=0.5m。


①粒子在磁場(chǎng)中的速度?
②為完成以上運(yùn)動(dòng)帶電粒子應(yīng)在哪個(gè)時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)?

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