如圖所示，坐標(biāo)平面的第I象限內(nèi)存在大小為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，足夠長(zhǎng)的擋板MN垂直x軸放置且距離點(diǎn)O為d．第Ⅱ象 限內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．磁感應(yīng)強(qiáng) 度為B。一質(zhì)量為m，帶電量為－q的粒子（重力忽略不計(jì)）若自距原點(diǎn)O為L(zhǎng)的A點(diǎn)以一定的 速度垂直x軸進(jìn)入磁場(chǎng)，則粒子恰好到達(dá)O點(diǎn)而不進(jìn)入電場(chǎng)�，F(xiàn)該粒子仍從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)但初速 度大小為原來(lái)的4倍為使粒子進(jìn)人電場(chǎng)后能垂直到達(dá)擋板MN上，求

（1）粒子第一次從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，速度的大小：
（2）粒子第二次從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，速度方向與x軸正向間的夾角大小
（3）粒子打到擋板上時(shí)的速度大小。

（1）；（2）30°或150°（3）

解析試題分析: （1）粒子自距原點(diǎn)O為L(zhǎng)的A點(diǎn)以一定的速度垂直x軸進(jìn)入磁場(chǎng)，恰好到達(dá)O點(diǎn)，軌跡為半圓，則得軌跡半徑為r=，粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，則有：qv0B=，解得v0=；
（2）設(shè)初速度大小為原來(lái)的4倍時(shí)半徑為r1、速度為v1=4v0，由r1=，解得r1=2L
為使粒子進(jìn)入電場(chǎng)后能垂直到達(dá)擋板MN上，粒子必須平行于x軸進(jìn)入電場(chǎng)，設(shè)初速度方向與x軸正向間的夾角大小為θ，（如下圖）由幾何關(guān)系知：sinθ=得θ=30°或150°

在電場(chǎng)中電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功，根據(jù)動(dòng)能定理得：qEd=-
解得：v2=
考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；向心力；帶電粒子在勻強(qiáng)電場(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(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，固定于水平桌面上足夠長(zhǎng)的兩平行光滑導(dǎo)軌PQ、MN，其電阻不計(jì)，間距d＝0.5m，P、M兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩金屬棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放置，其電阻均為r＝0.1Ω,質(zhì)量均為m＝0.5kg，與導(dǎo)軌接觸良好�，F(xiàn)固定棒ab，使cd在水平恒力F＝0.8N的作用下，由靜止開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng)。求

（1）棒cd哪端電勢(shì)高？
（2）當(dāng)電壓表讀數(shù)為U＝0.2V時(shí)，棒cd的加速度多大？
（3）棒cd能達(dá)到的最大速度vm。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

某探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)質(zhì)譜儀，其原理如圖所示.一束電量均為，質(zhì)量不同的帶負(fù)電的粒子，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后進(jìn)入一速度選擇器，從點(diǎn)進(jìn)入一等腰直角三角形的有界磁場(chǎng)中，又從斜邊射出.速度選擇器中垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度為，有界磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，直角邊長(zhǎng)為，為斜邊的中點(diǎn)，兩點(diǎn)相距為.求：

（1）帶電粒子進(jìn)入有界磁場(chǎng)的速度大小.
（2）帶電粒子質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足的條件.
（3）打在斜邊上Q點(diǎn)的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（20分）如圖所示，水平線(xiàn)QC下方是水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)；區(qū)域Ⅰ（梯形PQCD）內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；區(qū)域Ⅱ（三角形APD）內(nèi)也有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以與區(qū)域Ⅰ不同；區(qū)域Ⅲ（虛線(xiàn)PD之上、三角形APD以外）有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度與區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁感應(yīng)大小相等。三角形AQC是邊長(zhǎng)為2L的等邊三角形，P、D分別為AQ、AC的中點(diǎn)．帶正電的粒子從Q點(diǎn)正下方、距離Q點(diǎn)為L(zhǎng)的O點(diǎn)以某一速度射出，在電場(chǎng)力作用下從QC邊中點(diǎn)N以速度v0垂直QC射入?yún)^(qū)域Ⅰ，接著從P點(diǎn)垂直AQ射入?yún)^(qū)域Ⅲ。若區(qū)域Ⅱ、Ⅲ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度滿(mǎn)足一定的關(guān)系，此后帶電粒子又經(jīng)歷一系列運(yùn)動(dòng)后又會(huì)以原速率返回O點(diǎn)．（粒子重力忽略不計(jì)）求：

（1）該粒子的比荷；
（2）粒子從O點(diǎn)出發(fā)再回到O點(diǎn)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程所有可能經(jīng)歷的時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，豎直邊界PQ左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右側(cè)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，C為邊界上的一點(diǎn)，A與C在同一水平線(xiàn)上且相距為L(zhǎng)，兩相同的粒子以相同的速率分別從A、C兩點(diǎn)同時(shí)射出，A點(diǎn)射出的粒子初速度沿AC方向，C點(diǎn)射出的粒子初速度斜向左下方與邊界PQ成夾角θ=。A點(diǎn)射出的粒子從電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到邊界PQ時(shí)，兩粒子剛好相遇.若粒子質(zhì)量為m，電荷量為+q，重力不計(jì)，求：

（1）粒子初速度v0的大�。�
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（3）相遇點(diǎn)到C點(diǎn)的距離.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，兩平行金屬板A、B的板長(zhǎng)L=0．2m，板間距d=0．2m，兩金屬板間加如圖乙所示的交變電壓，并在兩板間形成交變的勻強(qiáng)電場(chǎng)，忽略其邊緣效應(yīng)，在金屬板上側(cè)有一方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其上下寬度D= 0．4m，左右范圍足夠大，邊界MN和PQ均與金屬板垂直，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B =1×l0－2T．在極板下側(cè)中點(diǎn)O處有一粒子源，從t=0時(shí)起不斷地沿著OO’發(fā)射比荷=1×l08 C/kg．初速度為v0=2×l05m/s的帶正電粒子，忽略粒子重力、粒子間相互作用以及粒子在極板間飛行時(shí)極板間的電壓變化．

（1）求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的最大速率；
（2）對(duì)于能從MN邊界飛出磁場(chǎng)的粒子，其在磁場(chǎng)的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的間距s是否為定值？若是，求該值；若不是，求s與粒子由O出發(fā)的時(shí)刻t之間的關(guān)系式；
（3）定義在磁場(chǎng)中飛行時(shí)間最長(zhǎng)的粒子為{A類(lèi)粒子}，求出{A類(lèi)粒子}在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間，以及由O出發(fā)的可能時(shí)刻．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，兩塊長(zhǎng)為L(zhǎng)（L未知）的平行金屬板M、N，彼此正對(duì)，板間距亦為L(zhǎng)�，F(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(xiàn)處放置一個(gè)粒子源，能沿中線(xiàn)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(kāi)電場(chǎng)（設(shè)在每個(gè)粒子通過(guò)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。

求
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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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（14分）在xOy平面第Ⅰ、Ⅱ象限中，存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E＝，在第Ⅲ、Ⅳ象限中，存在垂直于xOy平面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝B，B2＝2B．帶電粒子a、b分別從第Ⅰ、Ⅱ象限的P、Q兩點(diǎn)（圖中沒(méi)有標(biāo)出）由靜止釋放，結(jié)果兩粒子同時(shí)分別進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1、B2中，再經(jīng)過(guò)時(shí)間t第一次經(jīng)過(guò)y軸時(shí)恰在點(diǎn)M（0，－l）處發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)兩粒子的速度在同一直線(xiàn)上，碰撞前帶電粒子b的速度方向與y軸正方向成60°角，不計(jì)粒子重力和兩粒子間相互作用．求：

（1）兩帶電粒子的比荷及在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;
（2）帶電粒子釋放的位置P、Q兩點(diǎn)坐標(biāo)及釋放的時(shí)間差．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

如圖，矩形閉合導(dǎo)體線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線(xiàn)框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻．線(xiàn)框下落過(guò)程形狀不變，ab邊始終保持與磁場(chǎng)水平邊界線(xiàn)OO′平行，線(xiàn)框平面與磁場(chǎng)方向垂直．設(shè)OO′下方磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，不計(jì)空氣影響，則下列哪一個(gè)圖象不可能反映線(xiàn)框下落過(guò)程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律(　　)

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