（22分）如圖所示，在xOy平面直角坐標系中，直線MN與y軸成30o角，P點的坐標為（，0），在y軸與直線MN之間的區(qū)域內(nèi)，存在垂直于xOy平面向外、磁感應強度為B的勻強磁場。在直角坐標系xOy的第Ⅳ象限區(qū)域內(nèi)存在沿y軸，正方向、大小為的勻強電場，在x=3a處垂直于x軸放置一平面熒光屏，與x軸交點為Q，電子束以相同的速度v0從y軸上0y2a的區(qū)間垂直于y軸和磁場方向射入磁場。已知從y=2a點射入的電子在磁場中軌跡恰好經(jīng)過O點，忽略電子間的相互作用，不計電子的重力。求：
（1）電子的比荷；
（2）電子離開磁場垂直y軸進入電場的位置的范圍；
（3）從y軸哪個位置進入電場的電子打到熒光屏上距Q點的距離最遠？最遠距離為多少？
（1）（2）0≤y≤1.5a（3）y=時，H有最大值，Hmax=

試題分析：（1）由題意可知電子在磁場中的半徑為a，由Bev0=m
得：
（2）粒子能進入磁場中，且離O點下方最遠，則粒子在磁場中運動圓軌跡必須與直線MN相切，粒子軌道的圓心為O′點，

則O′M=2a，由三角函數(shù)關(guān)系可得：tan30°=
得：OM=
有OO′=0.5a，即粒子在離開磁場離O點下方最遠距離為ym=1.5a，從y軸進入電場位置在0≤y≤1.5a范圍內(nèi)．
（3）電子在電場中做類平拋運動，設(shè)電子在電場的運動時間為t，豎直方向位移為y，水平位移為x，x=v0t
豎直方向有：
代入得：
設(shè)電子最終打在光屏的最遠點距Q點為H，電子射出電場時的夾角為θ，則有：
tanθ=
有：H=（3a-x）tanθ=（3a-）?
當（3a-）=時，即y=時，H有最大值，由于
＜1.5a，所以Hmax=
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

右圖甲是回旋加速器的原理示意圖。其核心部分是兩個D型金屬盒，在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于勻強磁場中（磁感應強度大小恒定），并分別與高頻電源相連。加速時某帶電粒子的動能EK隨時間t變化規(guī)律如下圖乙所示，若忽略帶電粒子在電場中的加速時間，則下列判斷正確的是
A．高頻電源的變化周期應該等于tn－tn-1
B．在EK-t圖象中t4－t3＝t3－t2＝t2－t1
C．粒子加速次數(shù)越多，粒子獲得的最大動能一定越大
D．不同粒子獲得的最大動能都相同

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，在x軸上方存在勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向外；在x軸下方存在勻強電場，電場方向與xOy平面平行，且與x軸成夾角。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子以初速度v0從y軸上的P點沿y軸正方向射出，一段時間后進入電場，進入電場時的速度方向與電場方向相反；又經(jīng)過一段時間T0，磁場的方向變?yōu)榇怪庇诩埫嫦蚶�，大小不變。不計重力�?br />
（1）求粒子從P點出發(fā)至第一次到達x軸時所需時間；
（2）若要使粒子能夠回到P點，求電場強度的最大值。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標系，在其第三象限空間有沿水平方向的、垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B=0．5T，還有沿x軸負方向的勻強電場，場強大小為E=2N/C。在其第一象限空間有沿y軸負方向的、場強大小也為E的勻強電場，并在的區(qū)域有磁感應強度也為B的垂直于紙面向里的勻強磁場。一個帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點得到一初速度，恰好能沿PO作勻速直線運動（PO與x軸負方向的夾角為=45°），并從原點O進入第一象限。已知重力加速度g=10m/s2，問：

（1）油滴在第三象限運動時受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的大小之比，并指出油滴帶何種電荷；
（2）油滴在P點得到的初速度大�。�
（3）油滴在第一象限運動的時間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

在xOy平面內(nèi)，直線OP與y軸的夾角α=45°。第一、第二象限內(nèi)存在方向分別為豎直向下和水平向右的勻強電場，電場強度大小均為E=1.0×105 N/C；在x軸下方有垂直于紙面向外的勻強磁場,磁感應強度B=0.1T，如圖所示�，F(xiàn)有一帶正電的粒子從直線OP上某點A(-L, L)處靜止釋放。設(shè)粒子的比荷=4.0×107 C/kg，粒子重力不計。求：

（1）若L="2" cm，粒子進入磁場時與x軸交點的橫坐標及粒子速度的大小和方向；
（2）如果在直線OP上各點釋放許多個上述帶電粒子(粒子間的相互作用力不計)，試證明各帶電粒子進入磁場后做圓周運動的圓心點的集合為一拋物線。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖（a）所示，平行金屬板和間的距離為，現(xiàn)在、板上加上如圖（b）所示的方波形電壓，=0時板比板的電勢高，電壓的正向值為，反向值也為，現(xiàn)有由質(zhì)量為的帶正電且電荷量為的粒子組成的粒子束，從的中點以平行于金屬板方向的速度不斷射入，所有粒子不會撞到金屬板且在間的飛行時間均為，不計重力影響。試求：

（1）粒子射出電場時的速度大小及方向；
（2）粒子打出電場時位置離點的距離范圍；
（3）若要使打出電場的粒子經(jīng)某一垂直紙面的圓形區(qū)域勻強磁場偏轉(zhuǎn)后，都能到達圓形磁場邊界的同一個點，而便于再收集，則磁場區(qū)域的最小半徑和相應的磁感強度是多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（19分）在豎直平面內(nèi)存在如圖所示的絕緣軌道，一質(zhì)量為m=0.4kg、帶電量為q=+0.4C的小滑塊（可視為質(zhì)點）在外力作用下壓縮至離B點0.05m，此時彈性勢能=17.25J，彈簧一端固定在底端，與小滑塊不相連，彈簧原長為2.05m，軌道與滑塊間的動摩擦因數(shù)．某時刻撤去外力，經(jīng)過一段時間彈簧恢復至原長，再經(jīng)過1.8s，同時施加電場和磁場，電場平行于紙面，且垂直x軸向上，場強E=10N/C；磁場方向垂直于紙面，且僅存在于第二、三象限內(nèi)，最終滑塊到達N（6m，0）點，方向與水平方向成30º斜向下．（答案可用π表示，）
（1）求彈簧完全恢復瞬間，小滑塊的速度；
（2）求彈簧原長恢復后1.8s時小滑塊所在的位置；
（3）求小滑塊在磁場中的運動的時間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖所示，在直角坐標系的二、三象限內(nèi)有沿x軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E；在一、四象限內(nèi)以x=L的直線為理想邊界的左右兩側(cè)存在垂直于紙面的勻強磁場B1和B2， y軸為磁場和電場的理想邊界。在x軸上x=L的A點有一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子以速度v沿與x軸負方向成45o的夾角垂直于磁場方向射出。粒子到達y軸時速度方向與y軸剛好垂直。若帶點粒子經(jīng)歷在電場和磁場中的運動后剛好能夠返回A點（不計粒子的重力）。

（1）判斷磁場B1、B2的方向；
（2）計算磁感應強度B1、B2的大�。�
（3）求粒子從A點出發(fā)到第一次返回A點所用的時間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強電場，電場強度為E，在第一、第四象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強磁場，磁感應強度大小相等. 有一個帶電粒子以初速度v0垂直x軸，從x軸上的P點進入勻強電場，恰好與y軸成45°角射出電場，再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于x軸進入下面的磁場.已知OP之間的距離為d，則帶電粒子（    ）
A．在電場中運動的時間為
B．在磁場中做圓周運動的半徑為
C．自進入磁場至第二次經(jīng)過x軸所用時間為
D．自進入電場至在磁場中第二次經(jīng)過x軸的時間為

查看答案和解析>>

同步練習冊答案