如圖甲所示，在直角坐標系y軸右側虛線區(qū)域內(nèi)，分布著場強的勻強電場，方向豎直向上；在y軸左側虛線區(qū)域內(nèi)，分布著、方向垂直紙面且隨時間作周期性變化的磁場，如圖乙所示（以垂直紙面向外為正）。虛線所在位置的橫坐標在圖中已標出。T=0時刻，一質(zhì)量m=1.6×10—27kg，電荷量的帶電粒子（不計重力），從點處以的速度平行于x軸向右射入磁場。（磁場改變方向的瞬間，粒子速度不變）

（1）求磁場方向第一次改變時，粒子所處位置的坐標。

（2）在圖甲中畫出粒子從射入磁場到射出電場過程中運動的軌跡。

（3）求粒子射出電場時的動能。

解析：（1）帶電粒子在磁場中運動的軌道半徑為r，

    由牛頓運動定律     …………①

    得……②

    粒子運動的周期…………③

    設磁場方向第一次改變時，粒子運動到點，

如圖所示，運動的時間      …………④

解得 …………⑤

 …………⑥

 …………⑦

   （2）粒子運動軌跡如圖所示。

   （3）粒子離開磁場后以速度v水平向右射入勻強電場。粒子在電場中沿電場方向運動的位移

     …………⑧

    由動能定理得…………⑨

    粒子射出電場時的動能

   

             …………⑩

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標系xoy，x軸沿水平方向，如圖甲所示．第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強電場，場強為E1．坐標系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強電場和勻強交變磁場，電場方向豎直向上，場強E2=
E1
2
，勻強磁場方向垂直紙面．處在第三象限的某種發(fā)射裝置（圖中沒有畫出）豎直向上射出一個比荷
q
m
=102C/kg的帶正電的微粒（可視為質(zhì)點），該微粒以v0=4m/s的速度從-x上的A點進入第二象限，并以v1=8m/s速度從+y上的C點沿水平方向進入第一象限．取微粒剛進入第一象限的時刻為0時刻，磁感應強度按圖乙所示規(guī)律變化（以垂直紙面向外的磁場方向為正方向），g=10m/s2．試求：
（1）帶電微粒運動到C點的縱坐標值h及電場強度E1；
（2）+x軸上有一點D，OD=OC，若帶電微粒在通過C點后的運動過程中不再越過y軸，要使其恰能沿x軸正方向通過D點，求磁感應強度B0及其磁場的變化周期T0為多少？
（3）要使帶電微粒通過C點后的運動過程中不再越過y軸，求交變磁場磁感應強度B0和變化周期T0的乘積B0 T0應滿足的關系？

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科目：高中物理 來源： 題型：

旋轉秋千是游樂園里常見的游樂項目，它有數(shù)十個座椅通過纜繩固定在旋轉圓盤上，每一座椅可坐一人。啟動時，座椅在旋轉圓盤的帶動下圍繞豎直的中心軸旋轉飄游，如圖甲所示，我們把這種情況抽象為圖乙的模型：一質(zhì)量m=40kg的球通過長L=12.5m的輕繩懸于豎直面內(nèi)的直角桿上，水平桿長L′=7.5m。整個裝置繞豎直桿轉動，繩子與豎直方向成角。當θ =37°時，（g = 9.8m/s2，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8）求：

（1）繩子的拉力大�。�

（2）該裝置轉動的角速度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標系xoy，x軸沿水平方向，如圖甲所示。第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強電場，場強為E1。坐標系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強電場和勻強交變磁場，電場方向豎直向上，場強E2=1/2E1，勻強磁場方向垂直紙面。處在第三象限的某種發(fā)射裝置（圖中沒有畫出）豎直向上射出一個比荷=102C/kg的帶正電的粒子（可視為質(zhì)點），該粒子以v0=4m/s的速度從-x上的A點進入第二象限，并以v1=8m/s速度從+y上的C點沿水平方向進入第一象限。取粒子剛進入第一象限的時刻為0時刻，磁感應強度按圖乙所示規(guī)律變化（以垂直紙面向外的磁場方向為正方向），g=10 m/s2.

試求：（1）帶電粒子運動到C點的縱坐標值h及電場強度E1　；

（2）+x軸上有一點D,OD=OC，若帶電粒子在通過C點后的運動過程中不再越過y軸，要使其恰能沿x正方向通過D點，求磁感應強度B0及磁場的變化周期T0為多少？

（3）要使帶電粒子通過C點后的運動過程中不再越過y軸，求交變磁場磁感應強度B0和變化周期T0的乘積應滿足的關系？

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科目：高中物理 來源：2012屆甘肅省西北師大附中高三第一次診斷考試理科綜合物理試卷（帶解析） 題型：計算題

在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標系xoy，x軸沿水平方向，如圖甲所示。第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強電場，場強為E1。坐標系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強電場和勻強交變磁場，電場方向豎直向上，場強，勻強磁場方向垂直紙面。處在第三象限的某種發(fā)射裝置（圖中沒有畫出）豎直向上射出一個比荷的帶正電的微粒（可視為質(zhì)點），該微粒以v0=4m/s的速度從-x上的A點進入第二象限，并以v1=8m/s速度從+y上的C點沿水平方向進入第一象限。取微粒剛進入第一象限的時刻為0時刻，磁感應強度按圖乙所示規(guī)律變化（以垂直紙面向外的磁場方向為正方向），g="10" m/s2.試求：

⑴帶電微粒運動到C點的縱坐標值h及電場強度E1　；
⑵+x軸上有一點D，OD=OC，若帶電微粒在通過C點后的運動過程中不再越過y軸，要使其恰能沿x軸正方向通過D點，求磁感應強度B0及其磁場的變化周期T0為多少？
⑶要使帶電微粒通過C點后的運動過程中不再越過y軸，求交變磁場磁感應強度B0和變化周期T0的乘積B0 T0應滿足的關系？

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科目：高中物理 來源：2010年江蘇省高一第二學期期末考試物理試題 題型：計算題

（10分）旋轉秋千是游樂園里常見的游樂項目，它有數(shù)十個座椅通過纜繩固定在旋轉圓盤上，每一座椅可坐一人。啟動時，座椅在旋轉圓盤的帶動下圍繞豎直的中心軸旋轉飄游，如圖甲所示，我們把這種情況抽象為圖乙的模型：一質(zhì)量m=40kg的球通過長L=12.5m的輕繩懸于豎直面內(nèi)的直角桿上，水平桿長L′=7.5m。整個裝置繞豎直桿轉動，繩子與豎直方向成角。當θ =37°時，（g = 9.8m/s2，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8）求：

（1）繩子的拉力大��；

（2）該裝置轉動的角速度。

 

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