（18分）如圖所示，直線MN上方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為m、電荷量為-q（q＞0）的粒子1在紙面內(nèi)以速度從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，其方向與MN的夾角α=30°；質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子2在紙面內(nèi)以速度也從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，其方向與MN的夾角β=60°角。已知粒子1、2同時(shí)到達(dá)磁場(chǎng)邊界的A、B兩點(diǎn)（圖中未畫(huà)出），不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用。

（1）求兩粒子在磁場(chǎng)邊界上的穿出點(diǎn)A、B之間的距離d；

（2）求兩粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)間間隔；

（3）若MN下方有平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且兩粒子在電場(chǎng)中相遇，其中的粒子1做直線運(yùn)動(dòng)。求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向。

 

【答案】

d=4mv0/qB? πm/3qB? ，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，方向與MN成30°角斜向右上

【解析】（1）粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)

???????????? 2分

粒子1圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角，????????????????? 1分

粒子2圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角,????????????????? 1分

故?????????????????? 2分

（2）粒子圓周運(yùn)動(dòng)的周期 ?????????????????????????????? 2分

粒子1在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間????????????????????????? 1分

粒子2在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間????????????????????????? 1分

所以?????????????????????????????????????????? 2分

（3）由題意，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向應(yīng)與粒子1穿出磁場(chǎng)的方向平行。

a．若電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與MN成30°角斜向右上，則粒子1做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，粒子2做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。

?????????????????????????????????????????????????? 1分

?????????????????????????????? 1分

??????????????????????????????????????????? 1分

解得??????????????????????????????????????????? 1分

b．若電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與MN成30°角斜向左下，則粒子1做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，粒子2做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。

解得，假設(shè)不成立。??????????????????????????? 1分

綜上所述，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，方向與MN成30°角斜向右上。??? 1分

考點(diǎn)：本題考查帶電粒子在電場(chǎng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。

 

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：閱讀理解

（1）如圖所示，直線I、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的圖線，曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線，則電源1和電源2的內(nèi)阻之比為
11：7
11：7
．若把該小燈泡先后分別與電源1和電源2單獨(dú)連接時(shí)，則在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比為
1：2
1：2
．
（2）某學(xué)生用螺旋測(cè)微器在測(cè)定某一金屬絲的直徑時(shí)，測(cè)得的結(jié)果如圖甲所示，則該金屬絲的直徑d=
2.706
2.706
mm．另一位學(xué)生用游標(biāo)尺上標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)一工件的長(zhǎng)度，測(cè)得的結(jié)果如圖乙所示，則該工件的長(zhǎng)度L=
5.015
5.015
cm．

（3）如圖所示，某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率，在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，
并讓入射光線過(guò)圓心O，在玻璃磚（圖中實(shí)線部分）另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3．圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱(chēng)，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)．設(shè)AB的長(zhǎng)度為l1，AO的長(zhǎng)度為l2，CD的長(zhǎng)度為l3，DO的長(zhǎng)度為l4，圓的半徑為R，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測(cè)量的是
l1、l3．
l1、l3．
（用上述所給物理量的字母表示），則玻璃磚的折射率可表示為
l1
l3
l1
l3
．
（4）在“用多用表測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是
AC
AC

A．測(cè)電阻時(shí)，紅、黑表筆分別錯(cuò)插入負(fù)、正插孔，只要其它方法正確，不影響被測(cè)量電阻的結(jié)果
B．測(cè)量阻值不同的電阻時(shí)都必須重新調(diào)零
C．用×1的歐姆檔測(cè)量時(shí)，指針恰好指示在10Ω與20Ω正中間，所測(cè)電阻的阻值一定小于15Ω
D．多用表使用完畢后，應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆表最大檔，以防表頭燒壞．

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014山東省德州市高三3月模擬檢測(cè)理科綜合試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

(20分)如圖所示，直線MN上方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的粒子1以速度v1=v0從O點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)，其方向與MN的夾角=30o；質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子2以速度也從O點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)，其方向與MN的夾角=60o。已知粒子l、2同時(shí)到達(dá)磁場(chǎng)邊界的A、B兩點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)，不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用。

(1)請(qǐng)畫(huà)出粒子1和2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡；

(2)求兩粒子在磁場(chǎng)邊界上的穿出點(diǎn)A、B之間的距離d；

(3)求兩粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)間間隔t；

(4)若MN下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，使兩粒子在電場(chǎng)中相遇，其中的粒子1做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014海南瓊海嘉積中學(xué)高一上教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)（段考）物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，直線MN表示一條平直公路，甲、乙兩輛汽車(chē)原來(lái)停在A、B兩處，A、B間的距離為85m，現(xiàn)甲車(chē)先開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a1＝2.5m/s2，甲車(chē)運(yùn)動(dòng)6.0s時(shí)，乙車(chē)立即開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a2＝5.0m/s2，求:

（1） 乙車(chē)運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間被甲車(chē)追上？

（2） 兩輛汽車(chē)相遇處距A處的距離。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2012年粵教版高中物理選修3-1 3.6洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)練習(xí)卷（解析版） 題型：填空題

如圖所示,在直線MN上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，沿與MN成45°角的方向由O點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向飛入磁場(chǎng)，ts后達(dá)到MN直線上的某一點(diǎn)P，OP=r，則該帶電粒子帶______________，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為_(kāi)_____________，粒子的速度為_(kāi)_____________.

 

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