如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy，在第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向垂直于xOy平面向里，正三角形邊長(zhǎng)為L，且ab邊與y軸平行。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的P（0，h）點(diǎn)，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，通過電場(chǎng)后從x軸上的a（2h，0）點(diǎn)進(jìn)入第Ⅳ象限，又經(jīng)過磁場(chǎng)從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第Ⅲ象限，且速度與y軸負(fù)方向成45°角，不計(jì)粒子所受的重力。求：

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；
（2）粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；
（3）abc區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值。
（1）  （2），方向與x軸的夾角為45°（3）
（1）粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則
，，，聯(lián)立以上各式，可得。
（2）粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)沿y軸負(fù)方向的分速度vy=at=，所以
設(shè)此時(shí)速度方向與x軸的夾角為α，則tanα=vy/v0=1，所以α=45°，即速度方向與x軸的夾角為45°。
（3）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)粒子恰好從b點(diǎn)射出時(shí)，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑最大，此時(shí)abc區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小。做出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。

由幾何關(guān)系知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡所對(duì)圓心角為90°
軌道半徑，又，可得。
【考點(diǎn)定位】平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)的合成與分解的應(yīng)用及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題等。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（16分）為了使粒子經(jīng)過一系列的運(yùn)動(dòng)后，又以原來的速率沿相反方向回到原位，可設(shè)計(jì)如下的一個(gè)電磁場(chǎng)區(qū)域（如圖所示）：水平線QC以下是水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，區(qū)域Ⅰ(梯形PQCD)內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；區(qū)域Ⅱ(三角形APD)內(nèi)的磁場(chǎng)方向與Ⅰ內(nèi)相同，但是大小可以不同，區(qū)域Ⅲ(虛線PD之上、三角形APD以外)的磁場(chǎng)與Ⅱ內(nèi)大小相等、方向相反．已知等邊三角形AQC的邊長(zhǎng)為2l，P、D分別為AQ、AC的中點(diǎn)．帶正電的粒子從Q點(diǎn)正下方、距離Q點(diǎn)為l的O點(diǎn)以某一速度射出，在電場(chǎng)力作用下從QC邊中點(diǎn)N以速度v0垂直QC射入?yún)^(qū)域Ⅰ，再?gòu)腜點(diǎn)垂直AQ射入?yún)^(qū)域Ⅲ，又經(jīng)歷一系列運(yùn)動(dòng)后返回O點(diǎn)．（粒子重力忽略不計(jì)）求：

（1）該粒子的比荷．
（2）粒子從O點(diǎn)出發(fā)再回到O點(diǎn)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程所需時(shí)間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示,第II象限中存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在ｘ軸的下方Ｌ處存在一個(gè)處置紙面向外的單邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng)。今有一個(gè)電量為+q、質(zhì)量為m的粒子（不計(jì)重力）從A點(diǎn)處以速度V0水平射入電場(chǎng)，恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)O處飛出，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間之后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并在磁場(chǎng)中經(jīng)過P點(diǎn)（）。求:

（1）平行板間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大��；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大��；
（3）粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（14分）如圖甲所示，空間存在B=0.5T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN、PQ是相互平行的粗糙的長(zhǎng)直導(dǎo)軌，處于同一水平面內(nèi)，其間距L=0.2m，R是連在導(dǎo)軌一端的電阻，ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量m=0.1kg的導(dǎo)體棒，從零時(shí)刻開始，通過一小型電動(dòng)機(jī)對(duì)ab棒施加一個(gè)牽引力F，方向水平向左，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)，此過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，圖乙是棒的速度—時(shí)間圖像，其中OA段是直線，AC是曲線，DE是曲線圖像的漸近線，小型電動(dòng)機(jī)功率在12s末達(dá)到額定功率Pm=4.5W，此后功率保持不變，除R以外，其余部分的電阻均不計(jì)，取g=10m/s2。求：

（1）導(dǎo)體棒在0～12s內(nèi)的加速度大��；
（2）導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)和電阻R的阻值；
（3）若已知0～12s內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量為12.5J，則此過程中牽引力F做的功。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如右圖所示，實(shí)線表示在豎直平面內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，電場(chǎng)線與水平方向成α角，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，有一帶電液滴沿斜向上的虛線l做直線運(yùn)動(dòng)，l與水平方向成β角，且α＞β，則下列說法中錯(cuò)誤的是(　　)
A．液滴一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
B．液滴一定帶正電
C．電場(chǎng)線方向一定斜向上
D．液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖，在x＞0的空間中，存在沿x軸方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝10 N/C；在x＜0的空間中存在垂直于xOy平面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T。一帶負(fù)電的粒子（比荷q/m＝160 C/kg），在x＝0.06 m處的D點(diǎn)以v0＝8 m/s的初速度沿y軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)帶電粒子的重力。求：

（1）帶電粒子開始運(yùn)動(dòng)后第一次通過y軸時(shí)距O點(diǎn)的距離。
（2）帶電粒子開始運(yùn)動(dòng)后第一次通過y軸的速度大小和方向；
（3）帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間返回電場(chǎng)；

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，傾角為37°的光滑絕緣的斜面上放著M=1kg的U型導(dǎo)軌abcd，ab∥cd。另有一質(zhì)量m=1kg的金屬棒EF平行bc放在導(dǎo)軌上，EF下側(cè)有絕緣的垂直于斜面的立柱P、S、Q擋住EF使之不下滑。以O(shè)O′為界，下部有一垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，上部有平行于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=1T，導(dǎo)軌bc段長(zhǎng)L=1m。金屬棒EF的電阻R=1.2Ω，其余電阻不計(jì)。金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，開始時(shí)導(dǎo)軌bc邊用細(xì)線系在立柱S上，導(dǎo)軌和斜面足夠長(zhǎng)。當(dāng)剪斷細(xì)線后，試求：

（1）細(xì)線剪短瞬間，導(dǎo)軌abcd運(yùn)動(dòng)的加速度；                                              
（2）導(dǎo)軌abcd運(yùn)動(dòng)的最大速度；
（3）若導(dǎo)軌從開始運(yùn)動(dòng)到最大速度的過程中，流過金屬棒EF的電量q=5C，則在此過程中，系統(tǒng)損失的機(jī)械能是多少？（sin37°=0.6）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

關(guān)于點(diǎn)電荷周圍電勢(shì)大小的公式為U＝kQ/r，式中常量k＞0，Q為點(diǎn)電荷所帶的電量，r為電場(chǎng)中某點(diǎn)距點(diǎn)電荷的距離．如圖所示，兩個(gè)帶電量均為+q的小球B、C，由一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)桿連接，并被一根輕質(zhì)絕緣細(xì)線靜止地懸掛在固定的小球A上，C球離地的豎直高度也為L(zhǎng)．開始時(shí)小球A不帶電，此時(shí)細(xì)線內(nèi)的張力為T0；當(dāng)小球A帶Q1的電量時(shí)，細(xì)線內(nèi)的張力減小為T1；當(dāng)小球A帶Q2的電量時(shí)，細(xì)線內(nèi)的張力大于T0．
 
（1）分別指出小球A帶Q1、Q2的電荷時(shí)電量的正負(fù)；
（2）求小球A分別帶Q1、Q2的電荷時(shí)，兩小球B、C整體受到小球A的庫(kù)侖力F1與F2大小之比；
（3）當(dāng)小球A帶Q3的電量時(shí)細(xì)線恰好斷裂，在此瞬間B、C兩帶電小球的加速度大小為a，求Q3；
（4）在小球A帶Q3（視為已知）電量情況下，若B球最初離A球的距離為L(zhǎng)，在細(xì)線斷裂到C球著地的過程中，小球A的電場(chǎng)力對(duì)B、C兩小球整體做功為多少？（設(shè)B、C兩小球在運(yùn)動(dòng)過程中沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng))

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，坐標(biāo)系xOy在豎直平面內(nèi)，空間有沿水平方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,在x>0的空間里有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的大小為E，一個(gè)帶正電的小球經(jīng)過圖中的x軸上的A點(diǎn)，沿著與水平方向成= 300角的斜向下直線做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過y軸上的B點(diǎn)進(jìn)入x<0的區(qū)域，要使小球進(jìn)入x<0區(qū)域后能在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需在x<0區(qū)域另加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，若帶電小球做圓周運(yùn)動(dòng)通過x軸上的C點(diǎn)，且，設(shè)重力加速度為g，

求：
(1)小球運(yùn)動(dòng)速率的大��；
(2)在x<0的區(qū)域所加電場(chǎng)大小和方向；
(3)小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用時(shí)間及的長(zhǎng)度．

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