（18分）如圖所示，k是產(chǎn)生帶電粒子的裝置，從其小孔a水平向左射出比荷為1.0×l03C/kg的不同速率的帶電粒子，帶電粒子的重力忽略不計(jì)．Q是速度選擇器，其內(nèi)有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為3.0×l0-3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)（電場(chǎng)線(xiàn)未畫(huà)出）．

（1）測(cè)得從Q的b孔水平向左射出的帶電粒子的速率為2.0×l03m/s，求Q內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向.
（2）為了使從b孔射出的帶電粒子垂直地打在與水平面成30°角的P屏上，可以在b孔與P屏之間加一個(gè)邊界為正三角形的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面．試求該正三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的最小面積S與磁感應(yīng)強(qiáng)度B間所滿(mǎn)足的關(guān)系．
解:（1）從的孔水平向左射出的速率為的帶電粒子一定在中做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得：                      （1）2分
可得：                                           （2）2分
由分析判斷可知，的方向豎直向上。                               （3）2分

（2）設(shè)帶電粒子從點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，從點(diǎn)射出磁場(chǎng)，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示。由圖可得，是正三角形，                      （4）2分
由分析可知，將作為正三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的一個(gè)邊界時(shí)，正三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的面積最小，所以該正三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域如圖中區(qū)域。               （5）2分
由于邊長(zhǎng)為的正三角形的高為                   （6）2分
邊長(zhǎng)為的正三角形的面積為                          （7）2分
又帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為                      （8）2分
由（6）、（7）、（8）解得，正三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的最小面積與磁感應(yīng)強(qiáng)度間所滿(mǎn)足的關(guān)系：
                                                         （9）2分
略
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

(16 分)如圖所示,待測(cè)區(qū)域中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),根據(jù)帶電粒子射入時(shí)的受力情況可推測(cè)其電場(chǎng)和磁場(chǎng). 圖中裝置由加速器和平移器組成,平移器由兩對(duì)水平放置、相距為l的相同平行金屬板構(gòu)成,極板長(zhǎng)度為l、間距為d,兩對(duì)極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小相等、電場(chǎng)方向相反. 質(zhì)量為m、電荷量為+q 的粒子經(jīng)加速電壓U0 加速后,水平射入偏轉(zhuǎn)電壓為U1 的平移器,最終從A 點(diǎn)水平射入待測(cè)區(qū)域. 不考慮粒子受到的重力.

(1)求粒子射出平移器時(shí)的速度大小v1;
(2)當(dāng)加速電壓變?yōu)?U0 時(shí),欲使粒子仍從A 點(diǎn)射入待測(cè)區(qū)域,求此時(shí)的偏轉(zhuǎn)電壓U;
(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測(cè)區(qū)域,剛進(jìn)入時(shí)的受力大小均為F. 現(xiàn)取水平向右為x 軸正方向,建立如圖所示的直角坐標(biāo)系Oxyz. 保持加速電壓為U0 不變,移動(dòng)裝置使粒子沿不同的坐標(biāo)軸方向射入待測(cè)區(qū)域,粒子剛射入時(shí)的受力大小如下表所示.

請(qǐng)推測(cè)該區(qū)域中電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及可能的方向.

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，一質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子從容器A下方小孔S1飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，然后讓粒子經(jīng)過(guò)S3沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到底片D上.

(1)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率。
(2)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（20分）如圖所示，在坐標(biāo)系xOy所在平面內(nèi)有一半徑為a的圓形區(qū)域，圓心坐標(biāo)O1（a , 0），圓內(nèi)分布有垂直xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一個(gè)放射源，放射源開(kāi)口的張角為90°，x軸為它的角平分線(xiàn)。帶電粒子可以從放射源開(kāi)口處在紙面內(nèi)朝各個(gè)方向射出，其速率v、質(zhì)量m、電荷量+q均相同。其中沿x軸正方向射出的粒子恰好從O1點(diǎn)的正上方的P點(diǎn)射出。不計(jì)帶電粒子的重力，且不計(jì)帶電粒子間的相互作用。
（1）求圓形區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向；
（2）a．判斷沿什么方向射入磁場(chǎng)的帶電粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，并求最長(zhǎng)時(shí)間；
b．若在y≥a的區(qū)域內(nèi)加一沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，放射源射出的所有帶電粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將在某一點(diǎn)會(huì)聚，若在該點(diǎn)放一回收器可將放射源射出的帶電粒子全部收回，分析并說(shuō)明回收器所放的位置。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在一均勻磁場(chǎng)中有一U形導(dǎo)線(xiàn)框abcd，線(xiàn)框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線(xiàn)框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可在ab、cd上無(wú)摩擦地滑動(dòng)．桿ef及線(xiàn)框中導(dǎo)線(xiàn)的電阻都可不計(jì)．開(kāi)始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度，則(　　)
A．ef將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速, 最后停止
B．ef將勻減速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止
C．ef將勻速向右運(yùn)動(dòng)
D．ef將往返運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖下圖所示，坐標(biāo)空間中有場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)
磁場(chǎng)，y軸為兩種場(chǎng)的分界面，圖中虛線(xiàn)為磁場(chǎng)區(qū)的右邊界�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m.電量為-q的
帶電粒子，從電場(chǎng)中的P點(diǎn)以初速度V0沿x軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，已知P點(diǎn)的坐標(biāo)為
（－L，0）且，試求：
（1）帶電粒子運(yùn)動(dòng)到Y(jié)軸上時(shí)的速度
（2）要使帶電粒子能穿越磁場(chǎng)區(qū)域而不再返回到電場(chǎng)中，磁場(chǎng)的寬度最大為多少（不計(jì)帶電粒子的重力）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，帶電平行金屬板相互正對(duì)水平放置，兩板間存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電液滴a沿垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在它正前方有一個(gè)靜止在小絕緣支架上不帶電的液滴b。帶電液滴a與液滴b發(fā)生正碰，在極短的時(shí)間內(nèi)復(fù)合在一起形成帶電液滴c，若不計(jì)支架對(duì)液滴c沿水平方向的作用力，則液滴離開(kāi)支架后  (       )
A．液滴一定帶正電B．一定做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
C．一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D．一定做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

．(6分)如圖(甲)所示，一帶電粒子以水平速度v0先后進(jìn)入方向互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，已知電場(chǎng)方向豎直向下，兩個(gè)區(qū)域的寬度相同且緊鄰在一起，在帶電粒子穿過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的過(guò)程中(其所受重力忽略不計(jì))，電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)粒子所做的功為W1；若把電場(chǎng)和磁場(chǎng)正交重疊，如圖(乙)所示，粒子仍以初速度v0穿過(guò)重疊場(chǎng)區(qū)，在帶電粒子穿過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)粒子所做的總功為W2，比較W1和W2，則W1________W2(填“>”、“<”或“等于”)．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，坐標(biāo)平面第I象限內(nèi)存在大小為E=4×105N/C、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第II象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)荷比為4×10-10N/C的帶正電粒子從x軸上的A點(diǎn)以初速度v0=2×107m/s垂直x軸射入電場(chǎng)，OA=0.2m，不計(jì)重力。求：
小題1:粒子經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的位置到原點(diǎn)O的距離；
小題2:若要求粒子不能進(jìn)入第三象限，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍（不考慮粒子第二次進(jìn)入電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)情況。）

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