(18分)如圖所示,在直角坐標(biāo)系的二、三象限內(nèi)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E;在一、四象限內(nèi)以x=L的直線為理想邊界的左右兩側(cè)存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場B1和B2, y軸為磁場和電場的理想邊界。在x軸上x=L的A點有一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子以速度v沿與x軸負(fù)方向成45o的夾角垂直于磁場方向射出。粒子到達(dá)y軸時速度方向與y軸剛好垂直。若帶點粒子經(jīng)歷在電場和磁場中的運動后剛好能夠返回A點(不計粒子的重力)。

(1)判斷磁場B1、B2的方向;
(2)計算磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的大小;
(3)求粒子從A點出發(fā)到第一次返回A點所用的時間。
(1)見答案  (2)    (3)

試題分析:(1)根據(jù)題意畫出帶電粒子在電場、磁場中的運動示意圖,可知:磁場B1的方向垂直紙面向里,磁場B2的方向垂直紙面向外。          (4分)

(2)帶電粒子在磁場B1、B2中的運動半徑分別為R1、R2,則
          ①(1分)
           ②(1分)
聯(lián)立①②兩式解得 ③(1分)
       ④(1分)
   ⑤(1分)
聯(lián)立②④⑤解得               ⑥(1分)
(3)粒子在磁場B1中的運動周期            ⑦(1分)
粒子在磁場B1中的運動時間   ⑧(1分)
粒子在磁場B2中的運動周期           ⑨(1分)
粒子在磁場B2中的運動時間    ⑩(1分)
粒子在電中的運動的加速度              (11)(1分)
粒子在電場中勻減速運動和勻加速運動的時間相等,則
                        (12)(1分)
粒子從A點出發(fā)到第一次返回A點所用的時間為
          (13)(2分)
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

如圖所示,在某空間建立一坐標(biāo)xoy,其間充滿著x正方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感強(qiáng)度B=2.5T。今有一帶負(fù)電微粒質(zhì)量 kg,電量q=-5×10-7  C。在該空間恰能做勻速直線運動。求:

(1)試分析該題中重力可否忽略不計(需通過計算說明)。
(2)該微粒運動的速度。
(3)若該微粒飛經(jīng)y軸的某點M時,突然將磁場撤去而只保留電場,則微粒將再次經(jīng)過y軸的N點,則微粒從M到N運動的時間為多長,M、N兩點間的距離為多大?(圖中M、N在坐標(biāo)上未標(biāo)出)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(22分)如圖所示,在xOy平面直角坐標(biāo)系中,直線MN與y軸成30o角,P點的坐標(biāo)為(,0),在y軸與直線MN之間的區(qū)域內(nèi),存在垂直于xOy平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。在直角坐標(biāo)系xOy的第Ⅳ象限區(qū)域內(nèi)存在沿y軸,正方向、大小為的勻強(qiáng)電場,在x=3a處垂直于x軸放置一平面熒光屏,與x軸交點為Q,電子束以相同的速度v0從y軸上0y2a的區(qū)間垂直于y軸和磁場方向射入磁場。已知從y=2a點射入的電子在磁場中軌跡恰好經(jīng)過O點,忽略電子間的相互作用,不計電子的重力。求:
(1)電子的比荷;
(2)電子離開磁場垂直y軸進(jìn)入電場的位置的范圍;
(3)從y軸哪個位置進(jìn)入電場的電子打到熒光屏上距Q點的距離最遠(yuǎn)?最遠(yuǎn)距離為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)如圖所示,平行板電容器上板M帶正電,兩板間電壓恒為U,極板長為(1+)d,板間距離為2d,在兩板間有一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場邊界與兩板及右側(cè)邊緣線相切,P點是磁場邊界與下板N的切點,磁場方向垂直于紙面向里,現(xiàn)有一帶電微粒從板的左側(cè)進(jìn)入磁場,若微粒從兩板的正中間以大小為v0水平速度進(jìn)入板間電場,恰做勻速直線運動,經(jīng)圓形磁場偏轉(zhuǎn)后打在P點。

(1)判斷微粒的帶電性質(zhì)并求其電荷量與質(zhì)量的比值;
(2)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(3)若帶電微粒從M板左側(cè)邊緣沿正對磁場圓心的方向射入板間電場,要使微粒不與兩板相碰并從極板左側(cè)射出,求微粒入射速度的大小范圍。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(8分).水平放置的兩塊平行金屬板長L=5.0cm,兩板間距d=1.0cm,兩板間電壓為90v,且上板為正,一個電子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s,從兩板中間射入,如圖,求:(電子質(zhì)量m=9.01×10-31kg)

(1)電子飛出電場時沿垂直于板方向偏移的距離是多少?
(2)電子飛出電場時的垂直于板方向的速度是多少?
(3)電子離開電場后,打在屏上的P點,若S=10cm,求OP的長?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,如圖所示,已知一離子在電場力和洛侖茲力的作用下,從靜止開始自A點沿曲線ACB運動,到達(dá)B點時速度為零,C點是運動的最低點,忽略重力,以下說法正確的是(  )
A.這離子帶負(fù)電荷
B.A點和B點位于同一高度
C.離子在C點時速度最大
D.離子到達(dá)B點時,將沿原曲線返回A點

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,水平地面上方有一絕緣彈性豎直薄檔板,板高h(yuǎn)="3" m,與板等高處有一水平放置的小籃筐,筐口的中心距擋板s="1" m。整個空間存在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場,磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,而勻強(qiáng)電場未在圖中畫出;質(zhì)量m=1×10-3kg、電量q=﹣1×10-3C的帶電小球(視為質(zhì)點),自擋板下端的左側(cè)以某一水平速度v0開始向左運動,恰能做勻速圓周運動,若小球與檔板相碰后以原速率彈回,且碰撞時間不計,碰撞時電量不變,小球最后都能從筐口的中心處落入筐中。(g取10m/s2,可能會用到三角函數(shù)值sin37°=0.6,cos37°=0.8)。試求:

(1)電場強(qiáng)度的大小與方向;
(2)小球運動的可能最大速率;
(3)小球運動的可能最長時間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一個質(zhì)量為m、帶正電荷的物塊在水平電場E=kt(t為時間,k為大于零的常數(shù))的作用下被壓在絕緣的豎直墻面上.若電場空間和墻面均足夠大,從t=0時刻開始,物塊所受的摩擦力的大小Ff隨時間t變化的關(guān)系圖是(  )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,在虛線所圍的矩形區(qū)域內(nèi),同時存在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。已知從左方水平射入的電子,穿過該區(qū)域時未發(fā)生偏轉(zhuǎn),重力可忽略不計,則在這個區(qū)域中的E和B的方向不可能的是
A.E和B都沿水平方向,并與電子運動方向相同
B.E和B都沿水平方向,并與電子運動方向相反
C.E豎直向上,B垂直于紙面向外
D.E豎直向上,B垂直于紙面向里

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