如圖所示，在同時存在勻強電場和勻強磁場的空間中取正交坐標系Oxyz（x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上）。勻強磁場方向與Oxy平面平行，且與x軸的夾角為，重力加速度為g。

小題1:一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電質(zhì)點沿平行于z軸正方向以速度v0做勻速直線運動，求滿足條件的電場強度的最小值及對應的磁感應強度；
小題2:在滿足（1）的條件下，當帶電質(zhì)點通過y軸上的點時，撤去勻強磁場，求帶電質(zhì)點落在Oxz平面內(nèi)的位置；
小題3:當帶電質(zhì)點沿平行于z軸負方向以速度v0通過y軸上的點時，改變電場強度大小和方向，同時改變磁感應強度的大小，要使帶點質(zhì)點做勻速圓周運動且能夠經(jīng)過x軸，問電場強度E和磁感應強度B大小滿足什么條件？

小題1:
小題2:N（，0，）
小題3:
（1）如圖所示，帶電質(zhì)點受到重力mg（大小及方向均已知）、洛倫茲力qv0B（方向已知）、電場力qE（大小及方向均未知）的作用做勻速直線運動。根據(jù)力三角形知識分析可知：當電場力方向與磁場方向相同時，場強有最小值。根據(jù)物體的平衡規(guī)律有
      （1分）
     （1分）
解得  （1分）
        （1分）

（2）如圖所示，撤去磁場后，帶電質(zhì)點受到重力和電場力qEmin作用，其合力沿PM方向并與v0方向垂直，大小等于=，故帶電質(zhì)點在與Oxz平面成角的平面內(nèi)作類平拋運動。

由牛頓第二定律          
解得        （1分）
設經(jīng)時間t到達Oxz平面內(nèi)的點N（x,y,z），由運動的分解可得
沿v0方向   （1分）
沿PM方向    （1分）
又      （1分）
                    （1分）
聯(lián)立解得            （2分）
則帶電質(zhì)點落在N（，0，）點 （1分）
（或帶電質(zhì)點落在Oxz平面內(nèi)，，的位置）
（3）當電場力和重力平衡時，帶點質(zhì)點才能只受洛倫茲力作用做勻速圓周運動
則有：                （1分）
得：                  （1分）
要使帶點質(zhì)點經(jīng)過x軸，圓周的直徑為  （1分）
根據(jù)
得                          （1分）
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖18所示，光滑的平行金屬導軌水平放置，電阻不計，導軌間距為l，左側接一阻值為R的電阻．區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場，磁場寬度為x．一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于軌道上，與導軌垂直且接觸良好，受到水平拉力F＝(0.5v＋0.4) N（v為某時刻金屬棒運動的瞬時速度）的作用，從磁場的左邊界由靜止開始運動．已知l＝1 m，m＝1 kg，R＝0.3 Ω，r＝0.2 Ω，x＝0.8 m，如果測得電阻R兩端的電壓U隨著時間是均勻增大的，那么：

(1)分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動；
(2)金屬棒到達ef處的速度應該有多大；
(3)分析并求解磁感應強度B的大�。�

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，在軸上方有一勻強電場，場強大小為，方向豎直向下。在軸下方有一勻強磁場，磁感應強度為，方向垂直于紙面向里。在軸上有一點，離原點距離為�，F(xiàn)有一帶電量為，質(zhì)量為的粒子，不計重力，從區(qū)間某點由靜止開始釋放后，能經(jīng)過點。試求：

（1）釋放瞬間粒子的加速度；
（2）釋放點的坐標應滿足的關系式？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

(2010·湖南省師大附中月考)一帶電粒子以初速度v0沿垂直于電場線和磁感線的方向，先后穿過寬度相同且緊鄰在一起的有明顯邊界的勻強電場(場強為E)和勻強磁場(磁感應強度為B)，如圖甲所示．電場和磁場對粒子做功為W1，粒子穿出磁場時的速度為v1；若把電場和磁場正交疊加，如圖乙所示，該粒子仍以初速度v0穿過疊加場區(qū)，電場和磁場對粒子做功為W2，粒子穿出場區(qū)時的速度為v2，比較W1和W2、v1和v2的大小(v0<E/B，不計重力)                                                                                                                                                                                                                (　　)
A．W1>W2，v1>v2　　　　B．W1＝W2，v1＝v2
C．W1<W2，v1<v2              D．W1＝W2，v1>v2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖（甲）所示，邊長為L=2.5m、質(zhì)量m=0.50kg的正方形絕緣金屬線框，放在光滑的水平桌面上，磁感應強度B=0.80T的勻強磁場方向豎直向上，金屬線框的一邊ab與磁場的邊界MN重合。在力F作用下金屬線框由靜止開始向左運動，在5.0s內(nèi)從磁場中拉出．測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖（乙）所示，已知金屬線框的總電阻為R=4.0Ω。

小題1:試判斷金屬線框從磁場中拉出的過程中，
線框中的感應電流方向?
小題2: t=2.0s時，金屬線框的速度？
小題3:已知在5.0s內(nèi)F做功1.95J，則金屬框從磁場拉出過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，與水平面成37°傾斜軌道AB，其延長線在C點與半圓軌道CD（軌道半徑R=1m）相切，全部軌道為絕緣材料制成且放在豎直面內(nèi)。整個空間存在水平向左的勻強電場，MN的右側存在垂直紙面向里的勻強磁場。一個質(zhì)量為0.4kg的帶電小球沿斜面AB下滑，至B點時速度為，沿著直線BC運動，小球在BC段對軌道無壓力，運動到達C處進入半圓軌道，進入時無動能損失，小球剛好能到達D點，到達D點的同時撤去磁場。不計空氣阻力，g＝10m/s2，cos37°＝0.8，求：

小題1:小球帶何種電荷。
小題2:小球離開D點后若落在AC上，其交點距C點的距離多少．
小題3:小球在半圓軌道部分克服摩擦力所做的功。

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，相距2L的AB、CD兩直線間存在著兩個大小不同、方向相反的有界勻強電場，其中PT上方的電場E1方向豎直向下，PT下方的電場E0方向豎直向上，在電場左邊界AB上寬為L的PQ區(qū)域內(nèi)，連續(xù)分布著電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子。從某時刻起由Q到P點間的帶電粒子，依次以相同的初速度v0沿水平方向垂直射入勻強電場E0中，若從Q點射入的粒子，通過PT上的某點R進入勻強電場E1后從CD邊上的M點水平射出，其軌跡如圖所示，測得MT兩點的距離為L/2。不計粒子重力及它們間的相互作用。試求：(m、q、L,、a、 v0為已知量)

小題1:電場強度E0的大小；
小題2:在PQ間還有許多水平射入電場的粒子通過電場后也能垂直CD邊水平射出，這些入射點到P點的距離有什么規(guī)律?
小題3:有一邊長為a、由光滑絕緣壁圍成的正方形容器，在其邊界正中央開有一小孔S，將其置于CD右側，若從Q點射入的粒子經(jīng)AB、CD間的電場從S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中與器壁多次垂直碰撞后仍能從S孔射出(粒子與絕緣壁碰撞時無能量和電量損失)，并返回Q點，在容器中現(xiàn)加上一個如圖所示的勻強磁場，粒子運動的半徑小于a，磁感應強度B的大小還應滿足什么條件？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r,R為滑動變阻器，兩平行極板間有勻強磁場，開關閉合后，一帶粒子正好能以速度v勻速穿過兩板.以下說法正確的是

保持開關閉合，將滑片p向上滑動，粒子可能從下極板邊緣射出
保持開關閉合，將滑片p向下滑動，粒子可能從下極板邊緣射出
保持開關閉合，將a極向下移動，粒子將繼續(xù)沿直線穿出
D.若粒子運動到兩板中央時，突然將開關斷開，粒子將繼續(xù)沿直線突出

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，在豎直平面內(nèi)固定的圓形絕緣軌道的圓心在O點、半徑為r，內(nèi)壁光滑，A、B兩點分別是圓弧的最低點和最高點。該區(qū)間存在方向水平向右的勻強電場，一質(zhì)量為m、帶負電的小球在軌道內(nèi)側做完整的圓周運動（電荷量不變），經(jīng)C點時速度最大，O、C連線與豎直方向的夾角θ=60°，重力加速度為g。
小題1:求小球所受到的電場力大小；
小題2:小球在A點速度v0多大時，小球經(jīng)B點時對軌道的壓力最��？

查看答案和解析>>

同步練習冊答案