(14分)如圖所示的空間分為I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域,各邊界面相互平行,I區(qū)域存在勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E=1.0×104V/m,方向垂直于邊界面向右。Ⅱ、Ⅲ區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場,磁場的方向分別為垂直于紙面向外和垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1=2.0T、B2=4.0T。三個(gè)區(qū)域?qū)挾确謩e為d1=5.0m、d2=d3=6.25 m,一質(zhì)量m=1.0×10-8kg、電荷量q=1.6×10-6C的粒子從O點(diǎn)由靜止釋放,粒子的重力忽略不計(jì)。求:

(1)粒子離開I區(qū)域時(shí)的速度大小

(2)粒子在Ⅱ區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

(3)粒子離開Ⅲ區(qū)域時(shí)速度方向與邊界面的夾角

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【答案】

 

(1)粒子在電場中做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理有

qEd1=                                                     (2分)

解得  v=4.0×103m/s                                                     (1分)

(2)設(shè)粒子在磁場B1中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,則

qvB1=                                      (1分)

解得 r=12.5m                              (1分)

設(shè)在Ⅱ區(qū)內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角為θ,則

                     

解得  θ=30°                                             (2分)

粒子在Ⅱ區(qū)運(yùn)動(dòng)周期   (1分)

粒子在Ⅱ區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)間  t= (1分)

解得  t= =1.6×10-3s (1分)

(3)設(shè)粒子在Ⅲ區(qū)做圓周運(yùn)動(dòng)道半徑為R,則  qvB2=                         (1分)

解得  R=6.25m                                                                           (1分)

粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,由幾何關(guān)系可知 為等邊三角形        

粒子離開Ⅲ區(qū)域時(shí)速度與邊界面的夾角  α=60°                                     (2分)

 

 

 

 

 【解析】略

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示的空間分為I、Ⅱ兩個(gè)區(qū)域,邊界AD與邊界AC的夾角為30°,邊界AC與MN平行,I、Ⅱ區(qū)域均存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場,磁場的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里,Ⅱ區(qū)域?qū)挾葹閐,邊界AD上的P點(diǎn)與A點(diǎn)間距離為2d.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v=2Bqd/m,
沿紙面與邊界AD成60°的圖示方向從左邊進(jìn)入I區(qū)域磁場(粒子的重力可忽略不計(jì)).
(1)若粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場,從邊界MN飛出磁場,求粒子經(jīng)過兩磁場區(qū)域的時(shí)間.
(2)粒子從距A點(diǎn)多遠(yuǎn)處進(jìn)入磁場時(shí),在Ⅱ區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短?
(3)若粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場時(shí),在整個(gè)空間加一垂直紙面向里的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E,當(dāng)粒子經(jīng)過邊界AC時(shí)撤去電場,則該粒子在穿過兩磁場區(qū)域的過程中沿垂直紙面方向移動(dòng)的距離為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(14分)如圖所示的空間分為I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域,各邊界面相互平行,I區(qū)域存在勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E=1.0×104V/m,方向垂直于邊界面向右。Ⅱ、Ⅲ區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場,磁場的方向分別為垂直于紙面向外和垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1=2.0T、B2=4.0T。三個(gè)區(qū)域?qū)挾确謩e為d1=5.0m、d2=d3=6.25 m,一質(zhì)量m=1.0×10-8kg、電荷量q=1.6×10-6C的粒子從O點(diǎn)由靜止釋放,粒子的重力忽略不計(jì)。求:

(1)粒子離開I區(qū)域時(shí)的速度大小

(2)粒子在Ⅱ區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

(3)粒子離開Ⅲ區(qū)域時(shí)速度方向與邊界面的夾角

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年浙江省高三高考模擬試題(理綜)物理部分 題型:計(jì)算題

如圖所示的空間分為I、Ⅱ兩個(gè)區(qū)域,邊界AD與邊界AC的夾角為300,邊界AC與MN平行,I、Ⅱ區(qū)域均存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場,磁場的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里,Ⅱ區(qū)域?qū)挾葹閐,邊界AD上的P點(diǎn)與A點(diǎn)間距離為2d.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v=2Bqd/m,

沿紙面與邊界AD成600的圖示方向從左邊進(jìn)入I區(qū)域磁場(粒子的重力可忽略不計(jì)).

(1)若粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場,從邊界MN飛出磁場,求粒子經(jīng)過兩磁場區(qū)域的時(shí)間.

(2)粒子從距A點(diǎn)多遠(yuǎn)處進(jìn)入磁場時(shí),在Ⅱ區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短?

(3)若粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場時(shí),在整個(gè)空間加一垂直紙面向里的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E,當(dāng)粒子經(jīng)過邊界AC時(shí)撤去電場,則該粒子在穿過兩磁場區(qū)域的過程中沿垂直紙面方向移動(dòng)的距離為多少?

 

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科目:高中物理 來源:泰州三模 題型:問答題

如圖所示的空間分為I、Ⅱ兩個(gè)區(qū)域,邊界AD與邊界AC的夾角為30°,邊界AC與MN平行,I、Ⅱ區(qū)域均存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場,磁場的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里,Ⅱ區(qū)域?qū)挾葹閐,邊界AD上的P點(diǎn)與A點(diǎn)間距離為2d.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v=2Bqd/m,
沿紙面與邊界AD成60°的圖示方向從左邊進(jìn)入I區(qū)域磁場(粒子的重力可忽略不計(jì)).
(1)若粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場,從邊界MN飛出磁場,求粒子經(jīng)過兩磁場區(qū)域的時(shí)間.
(2)粒子從距A點(diǎn)多遠(yuǎn)處進(jìn)入磁場時(shí),在Ⅱ區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短?
(3)若粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場時(shí),在整個(gè)空間加一垂直紙面向里的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E,當(dāng)粒子經(jīng)過邊界AC時(shí)撤去電場,則該粒子在穿過兩磁場區(qū)域的過程中沿垂直紙面方向移動(dòng)的距離為多少?
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