（22分）如圖所示，在x軸下方的區(qū)域內(nèi)存在方向與y軸相同的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E.在x軸上方以原點(diǎn)O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直于xy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.y軸下方的A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為d，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)電場(chǎng)加速后從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)．不計(jì)粒子的重力作用．

（1）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r.
（2）要使粒子進(jìn)入磁場(chǎng)之后不再經(jīng)過(guò)x軸，電場(chǎng)強(qiáng)度需大于或等于某個(gè)值E0，求E0.
（3）若電場(chǎng)強(qiáng)度E等于第（2）問(wèn)E0的，求粒子經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的位置．

（1）r＝��；（2）E0＝；（3）R。

解析試題分析；（1）粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理得
qEd＝mv2�、� （2分）
粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做圓周運(yùn)動(dòng)，有
qvB＝m�、�  （2分）
解得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑
r＝�、�  （2分）
（2）粒子之后恰好不再經(jīng)過(guò)x軸，則離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與x軸平行，運(yùn)動(dòng)情況如圖①，
可得R＝r�、� （3分） 由以上各式解得  E0＝  （3分）
（3）將E＝E0代入可得磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑  r＝�、�   （2分）
粒子運(yùn)動(dòng)情況如圖②，圖中的角度α、β滿(mǎn)足
cosα＝＝   （2分）   即α＝30°�、�  （2分）   β＝2α＝60°�、� （2分）
粒子經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的位置坐標(biāo)為
x＝r＋�、� （2分）
解得x＝R.�、� （2分）
考點(diǎn)：帶電粒子在電磁場(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：單選題

如圖所示，長(zhǎng)度相同的l輕桿構(gòu)成一個(gè)直角形支架，在A端固定質(zhì)量為2m的小球，B端固定質(zhì)量為m的小球，支架可繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)�，F(xiàn)從OB豎直、OA水平，靜止釋放支架，下列說(shuō)法中正確的是

A．A球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度為 
B．從開(kāi)始到 A球到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中，支架對(duì)B球做的功為
C．當(dāng)支架下擺時(shí)（A、B兩球等高時(shí)），A球速度最大
D．當(dāng)支架從左向右返回?cái)[動(dòng)時(shí)，A球一定能回到起始高度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

（4分） 如圖所示，木箱高為L(zhǎng)，其底部有一個(gè)小物體Q(可視為質(zhì)點(diǎn))，現(xiàn)用力豎直向上拉木箱，使木箱由靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)．若保持拉力的功率不變，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，木箱達(dá)到最大速度，這時(shí)讓木箱突然停止，小物體會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，且恰能到達(dá)木箱頂端．已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則木箱的最大速度為       ．時(shí)間t內(nèi)木箱上升的高度為       ．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量為0.2kg的物體帶正電,其電量為4×10-4C，從半徑為0.3m光滑的1/4圓弧滑軌上端A點(diǎn)由靜止下滑到底端B點(diǎn)，然后繼續(xù)沿水平面滑動(dòng)。物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，整個(gè)裝置處于E=103N/C的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。（g取10m/s2）求：

（1）物體運(yùn)動(dòng)到圓弧滑軌底端B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大�。�
（2）物體在水平面上滑行的最大距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

運(yùn)動(dòng)員駕駛摩托車(chē)做騰躍特技表演是一種刺激性很強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。如下圖所示，運(yùn)動(dòng)員駕駛摩托車(chē)的在AB段加速，到B點(diǎn)時(shí)速度為v0=20m/s，之后以恒定功率P=1.8kW沖上曲面BCDE，經(jīng)t=13s的時(shí)間到達(dá)E點(diǎn)時(shí)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后水平飛出。已知人和車(chē)的總質(zhì)量m="180" kg，坡頂高度h=5m，落地點(diǎn)與E點(diǎn)的水平距離x=16m，重力加速度g=10m/s2。求摩托車(chē)在沖上坡頂?shù)倪^(guò)程中克服阻力做的功。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

冬奧會(huì)單板滑雪U型池比賽，是運(yùn)動(dòng)員僅利用一滑板在U型池雪面上滑行。裁判員根據(jù)運(yùn)動(dòng)員騰空的高度、完成動(dòng)作的難度和效果等因素評(píng)分，并要求運(yùn)動(dòng)員在滑動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中，身體的任何部位均不能觸及滑道。單板滑雪U型池的比賽場(chǎng)地截面示意圖如圖所示，場(chǎng)地由兩個(gè)完全相同的1/4圓弧滑道AB、CD和水平滑道BC構(gòu)成，圓弧滑道的半徑R=3.5m，B、C分別為圓弧滑道的最低點(diǎn)，B、C間的距離s=8.0m，運(yùn)動(dòng)員在水平滑道以一定的速度沖向圓弧滑道CD，到達(dá)圓弧滑道的最高位置D后豎直向上騰空躍起，在空中做出翻身、旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，然后再落回Ｄ點(diǎn)。假設(shè)某次比賽中運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)水平滑道B點(diǎn)時(shí)水平向右的速度v0=17m/s，運(yùn)動(dòng)員從B點(diǎn)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用時(shí)間t＝0.5s，從D點(diǎn)躍起時(shí)的速度vD=8.0m/s。設(shè)運(yùn)動(dòng)員連同滑板的質(zhì)量m=50kg，忽略空氣阻力的影響，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）運(yùn)動(dòng)員從D點(diǎn)躍起后在空中完成動(dòng)作的時(shí)間；
（2）運(yùn)動(dòng)員從C點(diǎn)到D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中需要克服摩擦阻力所做的功；
（3）該單板滑雪運(yùn)動(dòng)員保持姿勢(shì)不變?cè)谒交繠C段滑動(dòng)的過(guò)程中是否可能增加其動(dòng)能呢？說(shuō)明理由。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（13分）如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線(xiàn)框abcd，質(zhì)量為m、電阻為R，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾葹镠（H>L），磁感應(yīng)強(qiáng)度為B. 線(xiàn)框豎直上拋，線(xiàn)框ab邊向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速率是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速率的一半，線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng)．不計(jì)空氣阻力，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線(xiàn)框不轉(zhuǎn)動(dòng).求線(xiàn)框向上

（1）ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速率；
（2）通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中安培力所做的功；
（3）完全進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中所通過(guò)橫截面的電荷量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），在F=60N的水平拉力作用下從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去拉力F，當(dāng)滑塊由平臺(tái)邊緣B點(diǎn)飛出后，恰能從水平地面上的C點(diǎn)沿切線(xiàn)方向落入豎直圓弧軌道CDE，并從軌道邊緣E點(diǎn)豎直向上飛出，經(jīng)過(guò)0.4 s后落回E點(diǎn)。已知AB間的距離L="2.3" m，滑塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)，平臺(tái)離地高度，B、C兩點(diǎn)間水平距離s="1.2" m，圓弧軌道半徑R=1.0m。重力加速度g取10 m／s2，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大��；
（2）滑塊在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)受水平拉力F作用的時(shí)間；
（3）分析滑塊能否再次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處固定一點(diǎn)電荷，將質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)A由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí)，對(duì)管壁恰好無(wú)壓力，求：
（1）則固定于圓心處的點(diǎn)電荷在A B弧中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小
（2）若把O處固定的點(diǎn)電荷拿走，加上一個(gè)豎直向下場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電小球仍從A點(diǎn)由靜止釋放，下滑到最低點(diǎn)B時(shí)，小球?qū)Νh(huán)的壓力多大?

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同步練習(xí)冊(cè)答案