如圖a所示，兩豎直線所夾區(qū)域內(nèi)存在周期性變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)，變化情況如圖b、c所示，電場(chǎng)強(qiáng)度方向以y軸負(fù)方向?yàn)檎�，磁感�?yīng)強(qiáng)度方向以垂直紙面向外為正。t=0時(shí)刻，一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O開始以速度v0沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，粒子重力忽略不計(jì)，圖b、c中，，B0已知．要使帶電粒子在0～4nt0（n∈N）時(shí)間內(nèi)一直在場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)，求：

（1） 在給定的坐標(biāo)上畫出帶電粒子在0~4t0時(shí)間內(nèi)的軌跡示意圖，并在圖中標(biāo)明粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；
（2） 在t0時(shí)刻粒子速度方向與x軸的夾角；
（3） 右邊界到O的最小距離；
（4） 場(chǎng)區(qū)的最小寬度。

（1）見解析；（2）與x軸成370夾角；（3）；（4）

解析試題分析：（1）（5分）

評(píng)分說明：圖正確1分，運(yùn)動(dòng)性質(zhì)每個(gè)1分。
（2）粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)
                             （1分）
又      （1分）
                              （1分）
則t0時(shí)刻粒子速度方向與x軸的夾角為37?（1分）
（3）如圖所示：

粒子作類平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移
                  （1分）
有幾何關(guān)系可知                 （1分）
根據(jù)牛頓第二定律                            （1分）
其中                         （1分）
右邊界到O點(diǎn)的距離最小值為      （1分）
（4）每隔時(shí)間4t0，粒子向左平移                         （1分）
4nt0時(shí)刻，粒子與O點(diǎn)在x方向相距            （1分）
根據(jù)牛頓第二定律                        （1分）
則左側(cè)場(chǎng)區(qū)邊界離O點(diǎn)的距離為
            （2分）
故在0~4nt0時(shí)間內(nèi)，場(chǎng)區(qū)的寬度至少為
               （1分）
考點(diǎn)：在電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如右圖所示，在x軸上方存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，x軸下方存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一帶負(fù)電的粒子從原點(diǎn)O以與x軸成30°角斜向上射入磁場(chǎng)，且在上方運(yùn)動(dòng)半徑為R.則(　　)

A．粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點(diǎn)O
B．粒子在x軸上方和下方兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2∶1
C．粒子完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
D．粒子第二次射入x軸上方磁場(chǎng)時(shí)，沿x軸前進(jìn)3R

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（19分）如圖所示，直線MN下方無磁場(chǎng)，上方空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界線是半徑為R的半圓，半圓外磁場(chǎng)方向相垂直于紙面向里，半圓內(nèi)磁場(chǎng)方向相垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電微粒從P點(diǎn)沿半徑方向向左側(cè)射出，不計(jì)微粒的重力。P、O、Q三點(diǎn)均在直線MN上。求：

（1）若帶電微粒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑，求帶電微粒從P到Q的時(shí)間
（2）若帶電微粒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑，求帶電微粒從P到Q的時(shí)間

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（20分）如圖，在直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)，虛線MN平行于y軸，N點(diǎn)坐標(biāo)（－l，0），MN與y軸之間有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第四象限的某區(qū)域有方向垂直于坐標(biāo)平面的圓形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出）�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，從虛線MN上的P點(diǎn)，以平行于x軸正方向的初速度v0射人電場(chǎng)，并從y軸上A點(diǎn)（0，0.5l）射出電場(chǎng)，射出時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向成30°角，此后，電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)人磁場(chǎng)并從圓形有界磁場(chǎng)邊界上Q點(diǎn)（l/6，－l）射出，速度沿x軸負(fù)方向。不計(jì)電子重力。求：

（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小？
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小？電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t是多少？
（3）圓形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積S是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直xOy平面向里，電場(chǎng)線平行于y軸，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開電場(chǎng)和磁場(chǎng)，M、N之間的距離為L，小球過M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸的方向夾角為θ，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求：

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向；
（2）小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大小；
（3）小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的時(shí)間t．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(22分)如圖所示，在兩塊水平金屬極板間加有電壓U構(gòu)成偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，一束比荷為帶正電的粒子流（重力不計(jì)），以速度vo =104m/s沿水平方向從金屬極板正中間射入兩板。粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入一具有理想邊界的半圓形變化磁場(chǎng)區(qū)域，O為圓心，區(qū)域直徑AB長度為L=1m，AB與水平方向成45°角。區(qū)域內(nèi)有按如圖所示規(guī)律作周期性變化的磁場(chǎng)，已知B0="0." 5T，磁場(chǎng)方向以垂直于紙面向外為正。粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，恰好從下極板邊緣O點(diǎn)與水平方向成45°斜向下射入磁場(chǎng)。求：
（1）兩金屬極板間的電壓U是多大？
（2）若T0 =0.5s，求t=0s時(shí)刻射人磁場(chǎng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t和離開磁場(chǎng)的位置。
（3）要使所有帶電粒子通過O點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過程中不再從AB兩點(diǎn)間越過，求出磁場(chǎng)的變化周期T0應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中建立直角坐標(biāo)系xoy，y軸豎直向上，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的微粒從x軸上的M點(diǎn)射出,方向與x軸夾角為θ,微粒恰能以速度v做勻速直線
運(yùn)動(dòng),重力加速度為g。

（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小及方向；
（2）若再疊加一圓形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),使微粒能到達(dá)x軸上的N點(diǎn)，M、N兩點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)o對(duì)稱，=L，微粒運(yùn)動(dòng)軌跡也關(guān)于y軸對(duì)稱。 己知所疊加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向 垂直xoy平面向外。求磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積S 及微粒從M運(yùn)動(dòng)到N的時(shí)間t。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖。設(shè)法使某有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個(gè)電子變成正一價(jià)的分子離子。分子離子從狹縫s1以很小的速度進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)（初速不計(jì)），加速后，再通過狹縫S2、S3、方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ，方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ,射入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹縫s3的細(xì)線。若測(cè)得細(xì)線到狹縫s3的距離為d，試導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量m的表達(dá)式。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（16分）在直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的有界電場(chǎng)，其中的兩條邊界分別與Ox、Oy重合。在第二象限內(nèi)有垂直紙面向外的有界磁場(chǎng)（圖中未畫出），磁場(chǎng)邊界為矩形，其中的一個(gè)邊界與y軸重合，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一質(zhì)量為m，電量為q的正離子，從電場(chǎng)中P點(diǎn)以某初速度沿-x方向開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過坐標(biāo)（0，L）的Q點(diǎn)時(shí)，速度大小為，方向與-y方向成30°，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后能夠返回電場(chǎng)，離子重力不計(jì)。求：

（1）正離子在P點(diǎn)的初速度；
（2）矩形磁場(chǎng)在x方向的最小寬度；
（3）離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間。

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同步練習(xí)冊(cè)答案