如圖所示，在某空間建立一坐標(biāo)xoy，其間充滿著x正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B=2.5T。今有一帶負(fù)電微粒質(zhì)量 kg，電量q=-5×10-7  C。在該空間恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。求：

（1）試分析該題中重力可否忽略不計(jì)（需通過(guò)計(jì)算說(shuō)明）。
（2）該微粒運(yùn)動(dòng)的速度。
（3）若該微粒飛經(jīng)y軸的某點(diǎn)M時(shí)，突然將磁場(chǎng)撤去而只保留電場(chǎng)，則微粒將再次經(jīng)過(guò)y軸的N點(diǎn)，則微粒從M到N運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多長(zhǎng)，M、N兩點(diǎn)間的距離為多大？（圖中M、N在坐標(biāo)上未標(biāo)出）
（1）重力不能忽略不計(jì)；（2）1.6m/s； 與y軸負(fù)方向成60º角；（3）s=1.536m

試題分析: （1） 根據(jù)已知條件可計(jì)算出電場(chǎng)力：F=qE=5×10-7×2.0N=1.0×10-6N
重力：
重力與電場(chǎng)力在同一個(gè)數(shù)量級(jí)——所以重力不能忽略不計(jì)。
（2）該微粒運(yùn)動(dòng)的速度。由于微粒恰好作直線運(yùn)動(dòng)，所以合力為0。微粒受重力、電場(chǎng)力和洛侖茲力如圖示：


   由圖可得速度方向與y軸負(fù)方向成θ角，滿足， 所以：θ=60º
（3）用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法將速度v沿重力方向和沿電場(chǎng)力反方向分解的來(lái)求M、N兩點(diǎn)間的距離。其解答過(guò)程如下：

   
由上述兩式聯(lián)立可得運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=0.48s，M、N兩點(diǎn)間的距離s=1.536m。
該題也可以選擇用類似于斜面上的平拋運(yùn)動(dòng)來(lái)求M、N兩點(diǎn)間的距離。將s分解為沿v方向的s cosθ和垂直v方向的s sinθ，則： scosθ= vt   
由上述兩式聯(lián)立可得運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=0.48s，M、N兩點(diǎn)間的距離s=1.536m。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

質(zhì)譜儀原理如圖所示，a為粒子加速器，電壓為U1；b為速度選擇器，磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，板間距離為d；c為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，今有一質(zhì)量為m，電量為+e的電子（不計(jì)重力），經(jīng)加速后，該粒子恰能通過(guò)速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng).

求：（1）粒子的速度v；
（2）速度選擇器的電壓U2；
（3）粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R.

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科目：高中物理 來(lái)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(gè)D型金屬盒，在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒定），并分別與高頻電源相連。加速時(shí)某帶電粒子的動(dòng)能EK隨時(shí)間t變化規(guī)律如下圖乙所示，若忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，則下列判斷正確的是
A．高頻電源的變化周期應(yīng)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(dòng)能一定越大
D．不同粒子獲得的最大動(dòng)能都相同

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

圖4是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的儀器的工作原理示意圖.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?yōu)檎粌r(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(guò)狹縫S2、S3射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ.最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面且平行于狹縫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.

圖4

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

回旋加速器的D形盒半徑為R＝60cm，兩盒間距1cm，用它加速質(zhì)子時(shí)可使每個(gè)質(zhì)子獲得4MeV的能量，加速電壓為．求：
　　（1）該加速器中偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
　　（2）質(zhì)子在D型盒中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；
（3）整個(gè)加速過(guò)程中，質(zhì)子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示為一離子選擇器，極板A、B間距為d，用來(lái)研究粒子的種類及偏向角，在A、B間加電壓，B板電勢(shì)高于A板電勢(shì)，且A、B極板間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bl，P為一剮性內(nèi)壁光滑絕緣的兩端開口的直細(xì)管'右端開口在一半徑為R的圓形磁場(chǎng)區(qū)域中心O點(diǎn)（即坐標(biāo)原點(diǎn)），此磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶锏膭驈?qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2。細(xì)管的中心軸所在直線通過(guò)S粒子源，粒子源可發(fā)出電荷量為q、質(zhì)量為m、速度大小、方向都不同粒子。當(dāng)有粒子從圓形區(qū)域磁場(chǎng)射出時(shí)，其速度方向與x軸的夾角為偏向角。不計(jì)粒子重力。

（1）若已知A、B間電壓值為U，求能射入直細(xì)管中的粒子速度v的大�。�
（2）若粒子能從圓形區(qū)域磁場(chǎng)射出時(shí)，其偏向角為，求A、B間的電壓值U1；
（3）若粒子能從圓形區(qū)域磁場(chǎng)射出時(shí)，A、B間的電壓值U2應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖，在x軸上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外；在x軸下方存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)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(diǎn)沿y軸正方向射出，一段時(shí)間后進(jìn)入電場(chǎng)，進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向與電場(chǎng)方向相反；又經(jīng)過(guò)一段時(shí)間T0，磁場(chǎng)的方向變?yōu)榇怪庇诩埫嫦蚶铮笮〔蛔�。不�?jì)重力。

（1）求粒子從P點(diǎn)出發(fā)至第一次到達(dá)x軸時(shí)所需時(shí)間；
（2）若要使粒子能夠回到P點(diǎn)，求電場(chǎng)強(qiáng)度的最大值。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)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(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0．5T，還有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E=2N/C。在其第一象限空間有沿y軸負(fù)方向的、場(chǎng)強(qiáng)大小也為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，并在的區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點(diǎn)得到一初速度，恰好能沿PO作勻速直線運(yùn)動(dòng)（PO與x軸負(fù)方向的夾角為=45°），并從原點(diǎn)O進(jìn)入第一象限。已知重力加速度g=10m/s2，問(wèn)：

（1）油滴在第三象限運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的重力、電場(chǎng)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(diǎn)得到的初速度大小：
（3）油滴在第一象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，在直角坐標(biāo)系的二、三象限內(nèi)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)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(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2， y軸為磁場(chǎng)和電場(chǎng)的理想邊界。在x軸上x=L的A點(diǎn)有一個(gè)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(fù)方向成45o的夾角垂直于磁場(chǎng)方向射出。粒子到達(dá)y軸時(shí)速度方向與y軸剛好垂直。若帶點(diǎn)粒子經(jīng)歷在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)后剛好能夠返回A點(diǎn)（不計(jì)粒子的重力）。

（1）判斷磁場(chǎng)B1、B2的方向；
（2）計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的大��；
（3）求粒子從A點(diǎn)出發(fā)到第一次返回A點(diǎn)所用的時(shí)間。

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