如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域是緊鄰的,且寬度相等均為 d ,電場(chǎng)方向在紙平面內(nèi)豎直向下,而磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.一帶正電粒子從 O 點(diǎn)以速度 v0 沿垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng),在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),從 A 點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng),離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)帶電粒子在電場(chǎng)方向的位移為電場(chǎng)寬度的一半,當(dāng)粒子從C點(diǎn)穿出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與進(jìn)入電場(chǎng)O點(diǎn)時(shí)的速度方一致,(帶電粒子重力不計(jì))求

(l)粒子從 C 點(diǎn)穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度v;

(2)電場(chǎng)強(qiáng)度 E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的比值 E / B ;

(3)粒子在電、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。

 

【答案】

(1) v=v0     (2)=v0     (3)

【解析】

 試題分析:(1) 粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),則

垂直電場(chǎng)方向d=v0t,平行電場(chǎng)方向t

=v0,到A點(diǎn)速度為v=v0              

在磁場(chǎng)中速度大小不變,

所以從C點(diǎn)出磁場(chǎng)時(shí)速度大小仍為v0     

(2) 在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí),出A點(diǎn)時(shí)速度與水平方向成45°

t=,并且=v0     得E=

在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示由幾何關(guān)系得R=

又qvB=,且v=v0     得B=    

  解得=v0

(3)( 4分)粒子在電場(chǎng)中的時(shí)間: 

粒子在磁場(chǎng)中的時(shí)間: qvB=,且v=v0   ,R=,聯(lián)立得到

 

                                                  

總時(shí)間 :                                                                                        

考點(diǎn):本題考查類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)分析,半徑公式,周期公式

點(diǎn)評(píng):本題學(xué)生應(yīng)先畫(huà)出粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡,據(jù)軌跡分析物體運(yùn)動(dòng)的速度關(guān)系,根據(jù)作出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心和半徑,由幾何關(guān)系去找半徑與d的關(guān)系。

 

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:

如圖所示,回旋加速器D形盒的半徑為R,用來(lái)加速質(zhì)量為m,電量為q的質(zhì)子,質(zhì)子每次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)區(qū)時(shí),都恰好在電壓為U時(shí)并被加速,且電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng),使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后,由A孔射出.下列說(shuō)法正確的是( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示存在范圍足夠大的磁場(chǎng)區(qū),虛線OO′為磁場(chǎng)邊界,左側(cè)為豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,右側(cè)為豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),B1=B2=B.有一質(zhì)量為m且足夠長(zhǎng)的U形金屬框架MNPQ平放在光滑的水平面上,框架跨過(guò)兩磁場(chǎng)區(qū),磁場(chǎng)邊界OO′與框架的兩平行導(dǎo)軌MN、PQ垂直,兩導(dǎo)軌相距L,一質(zhì)量也為m的金屬棒垂直放置在右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)光滑的水平導(dǎo)軌上,并用一不可伸長(zhǎng)的繩子拉住,繩子能承受的最大拉力是F0,超過(guò)F0繩子會(huì)自動(dòng)斷裂,已知棒的電阻是R,導(dǎo)軌電阻不計(jì),t=0時(shí)刻對(duì)U形金屬框架施加水平向左的拉力F讓其從靜止開(kāi)始做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng).
(1)求在繩未斷前U形金屬框架做勻加速運(yùn)動(dòng)t時(shí)刻水平拉力F的大;繩子斷開(kāi)后瞬間棒的加速度.
(2)若在繩子斷開(kāi)的時(shí)刻立即撤去拉力F,框架和導(dǎo)體棒將怎樣運(yùn)動(dòng),求出它們的最終狀態(tài)的速度.
(3)在(2)的情景下,求出撤去拉力F后棒上產(chǎn)生的電熱和通過(guò)導(dǎo)體棒的電量.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E,電場(chǎng)區(qū)寬度為L(zhǎng),豎直方向足夠長(zhǎng),緊挨著電場(chǎng)的是垂直紙面向外的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和2B.一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電的粒子(不計(jì)重力)從電場(chǎng)的邊界MN上的a點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng),經(jīng)過(guò)tB=πm/4qB 時(shí)間穿過(guò)中間磁場(chǎng),進(jìn)入右邊磁場(chǎng),然后按某一路徑再返回到電場(chǎng)的邊界MN上的某一點(diǎn)b(虛線為場(chǎng)區(qū)的分界面),求:
(1)中間磁場(chǎng)的寬度d
(2)帶電粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)共經(jīng)歷的時(shí)間tab

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,足夠大的絕緣水平面上有一質(zhì)量為m、電荷量為-q的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn)),從A點(diǎn)以初速度v0水平向右運(yùn)動(dòng),物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.在距離A點(diǎn)L處有一寬度為L(zhǎng)的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū),電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右,已知重力加速度為g,場(chǎng)強(qiáng)大小為E=
2μmg
q
.則下列說(shuō)法正確的是(  )
A、適當(dāng)選取初速度v0,小物塊有可能靜止在電場(chǎng)區(qū)內(nèi)
B、無(wú)論怎樣選擇初速度v0,小物塊都不可能靜止在電場(chǎng)區(qū)內(nèi)
C、要使小物塊穿過(guò)電場(chǎng)區(qū)域,初速度v0的大小應(yīng)大于2
2
μgL
D、若小物塊能穿過(guò)電場(chǎng)區(qū)域,小物塊在穿過(guò)電場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中,機(jī)械能減少3μmgL

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科目:高中物理 來(lái)源:模擬題 題型:計(jì)算題

如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向里,MN為其左邊界。磁場(chǎng)中有一半徑為R、軸線與磁場(chǎng)平行的金屬圓筒,圓筒的圓心O到MN的距離OO1=3R,OO1所在直線與圓筒右側(cè)壁交于A點(diǎn),圓筒通過(guò)導(dǎo)線與電阻r0,連接并接地,F(xiàn)有范圍足夠大的平行電子束以相同的速度從很遠(yuǎn)處垂直于MN向右射入磁場(chǎng)區(qū)。當(dāng)金屬圓筒最初不帶電時(shí),發(fā)現(xiàn)電子只能射到圓筒上以A點(diǎn)和C點(diǎn)為界的弧ADC上,而AEC弧上各點(diǎn)均不能接收到電子;當(dāng)圓筒上電荷量達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后,通過(guò)電阻r0的電流恒為I。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,忽略運(yùn)動(dòng)電子間的相互作用,取大地或無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。求:
(1)在最初圓筒上沒(méi)有帶電時(shí),電子射入磁場(chǎng)時(shí)的初速度v0;
(2)電阻r0中的電流恒定時(shí)電阻r0上端處的電勢(shì)φ;
(3)電阻r0中的電流恒定時(shí)電子到達(dá)圓筒時(shí)速度v的大小和金屬圓筒的發(fā)熱功率P。

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