（12分）如圖a所示，與水平方向成37°角的直線MN下方有與MN垂直向上的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)將一重力不計、比荷的正電荷置于電場中的O點由靜止釋放，經(jīng)過后，電荷以v0=1．5×l04m/s的速度通過MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場，磁場與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化（圖b中磁場以垂直紙面向外為正，以電荷第一次通過MN時為t=0時刻）。求：

（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E;
（2）圖b中時刻電荷與第一次通過MN的位置相距多遠(yuǎn)；  （3）如果電荷第一次通過MN的位置到N點的距離d=68cm，在N點上方且垂直MN放置足夠大的擋板．求電荷從O點出發(fā)運動到擋板所需的時間。
（1）（2）0.04m  (3)

試題分析：(1)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中只受到電場力的作用，
粒子釋放后是初速度0的勻變速直線運動，所以
聯(lián)立得
（2）粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運動得
帶入數(shù)據(jù)計算磁場方向向外時，半徑，周期
磁場方向垂直平面向內(nèi)時半徑，周期
粒子從開始進(jìn)入磁場經(jīng)過半個周期的勻速勻速圓周運動沿MN方向向右偏移離開磁場進(jìn)入電場開始勻減速，根據(jù)對稱性仍經(jīng)過后減速到0在經(jīng)過后勻加速進(jìn)入磁場，與第一次進(jìn)入磁場的速度相同，此時，磁場剛好反向，粒子開始運動半個周期即沿MN方向向左偏移進(jìn)入電場，仍經(jīng)過后減速到0在經(jīng)過后勻加速進(jìn)入磁場，與第一次進(jìn)入磁場的速度相同此刻，此后與之前相同開始循環(huán)，運動軌跡圖如下

時刻電荷與第一次通過MN的位置 距離
(3)從粒子第一次通過MN開始計時，粒子即為周期性運動，運動周期
每一個周期沿MN向N偏轉(zhuǎn)的距離為
那么
即經(jīng)過15個周期進(jìn)入磁場時距離N點還有0.08m.
最后即運動不夠半個圓周，運動軌跡如下圖

據(jù)圖判斷
解得，所以最后的運動時間
那么從從O點出發(fā)運動到擋板所需的時間
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（17分）如圖所示，大量質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，從靜止開始經(jīng)極板A、B間加速后，沿中心線方向陸續(xù)進(jìn)入平行極板C、D間的偏轉(zhuǎn)電場，飛出偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入右側(cè)的有界勻強(qiáng)磁場，最后從磁場左邊界飛出．已知A、B間電壓為U0；極板C、D長為L，間距為d；磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，磁場的左邊界與C、D右端相距L，且與中心線垂直．假設(shè)所有粒子都能飛出偏轉(zhuǎn)電場，并進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場，不計粒子的重力及相互間的作用．則：

（1）求粒子在偏轉(zhuǎn)電場中運動的時間t；
（2）求能使所有粒子均能進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域的偏轉(zhuǎn)電壓的最大值U；
（3）接第（2）問，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U/2時，求粒子進(jìn)出磁場位置之間的距離．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，變化磁場會在空間激發(fā)感生電場，感生電場對自由電荷做功產(chǎn)生感生電動勢。如圖甲所示，方向豎直向下的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律為B=kt(k為常數(shù)），這時產(chǎn)生感生電場的電場線是一系列逆時針方向以0為圓心的同心圓，且同一條電場線上各點的場強(qiáng)大小相等。
(1)在垂直磁場的平面內(nèi)放一半徑為r的導(dǎo)體環(huán)，求導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生的感生電動勢e；
(2）若在垂直磁場的平面內(nèi)固定一半徑為：的光滑絕緣細(xì)管，管內(nèi)有一質(zhì)量為m、帶電量為+q的輕質(zhì)小球，如圖乙所示，使磁感應(yīng)強(qiáng)度由零開始增大同時小球在感生電場的作用下，從靜止開始運動，已知在半徑為r的細(xì)管內(nèi)二周產(chǎn)生的感生電動勢e與該處感生電場電場強(qiáng)度E的關(guān)系為e=E·2πr，求當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到B0時，細(xì)管對小球的彈力。（設(shè)小球在運動過程中電荷量保持不變，對原磁場的影響可忽略，不計小球重力。）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如右圖所示，PQ是兩塊平行金屬板，上極板接電源正極，兩極板之間的電壓為U=1．2×104V，一帶負(fù)電的粒子通過P極板的小孔以速度v0=2．0×104m/s垂直金屬板飛入，通過Q極板上的小孔后，垂直AC邊經(jīng)中點O進(jìn)入邊界為等腰直角三角形的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1．0T，邊界AC的長度為L=1．6m，粒子比荷=5×104C/kg，不計粒子的重力。求：

（1）粒子進(jìn)入磁場時的速度大小；
（2）粒子經(jīng)過磁場邊界上的位置到B點的距離以及在磁場中的運動時間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，虛線間空間存在由勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B組成的正交或平行的電場和磁場，有一個帶正電小球（電量為+q，質(zhì)量為m）從正交或平行的電磁混合場上方的某一高度自由落下，那么，在電磁混合場中帶電小球可能沿直線通過的有（    ）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

分如圖所示，MN、PQ是平行金屬板，板長為L，兩板間距離為d，PQ板帶正電，MN板帶負(fù)電，在PQ板的上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．一個電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電粒子以速度v0從MN板邊緣沿平行于板的方向射入兩板間，結(jié)果粒子恰好從PQ板左邊緣飛進(jìn)磁場，然后又恰好從PQ板的右邊緣飛進(jìn)電場．不計粒子重力．試求：

(1)兩金屬板間所加電壓U的大��；
(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示為帶電平行板電容器．電容為c．板長為L，兩板間距離d，在PQ板的下方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．一個電荷量為、質(zhì)量為m的帶電粒子以速度從上板邊緣沿平行于板的方向射入兩板間．結(jié)果粒子恰好從下板右邊緣飛進(jìn)磁場，然后又恰好從下板的左邊緣飛進(jìn)電場．不計粒子重力．試求：

（1）板間勻強(qiáng)電場向什么方向?帶電粒子帶何種電荷?
（2）求出電容器的帶電量Q
（3）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（4）粒子再次從電場中飛出時的速度大小和方向．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在xOy坐標(biāo)系中，y>0的范圍內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場；在y<0的范圍內(nèi)存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(方向未畫出)。已知OA＝OC＝CD＝DE＝EF＝L，OB＝L�，F(xiàn)在一群質(zhì)量為m、電荷量大小為q(重力不計)的帶電粒子，分布在A、B之間。t＝0時刻，這群帶電粒子以相同的初速度v0沿x軸正方向開始運動。觀察到從A點出發(fā)的帶電粒子恰好從D點第一次進(jìn)入磁場，然后從O點第一次離開磁場。

(1)試判斷帶電粒子所帶電荷的正負(fù)及所加勻強(qiáng)磁場的方向；
(2)試推導(dǎo)帶電粒子第一次進(jìn)入磁場的位置坐標(biāo)x與出發(fā)點的位置坐標(biāo)y的關(guān)系式；
(3)試求從A點出發(fā)的帶電粒子，從O點第一次離開磁場時的速度方向與x軸正方向的夾角θ。(圖中未畫出)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（17分）如圖所示，在xoy平面直角坐標(biāo)系的第一象限有射線OA，OA與x軸正方向夾角為30°，OA與y軸所夾區(qū)域內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場E1，第二象限存在水平向右的勻強(qiáng)電場E2（未知），其它區(qū)域存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場。有一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子，從y軸上的P點沿著x軸正方向以初速度v0射入電場，運動一段時間后經(jīng)過Q點垂直于射線OA進(jìn)入磁場，經(jīng)磁場垂直x軸進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場E2，過y軸正半軸上的P點再次進(jìn)入勻強(qiáng)電場E1，已知OP=h，不計粒子重力，求：
 
(1)粒子經(jīng)過Q點時的速度大�。�
(2)勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度E1的大��；
(3)粒子從Q點運動到P點所用的時間。

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同步練習(xí)冊答案