(本題13分)在如圖所示的直角坐標系中,有一個與坐標平面垂直的界面,界面與x軸成45°且經(jīng)過坐標原點O,界面右下側(cè)有一勻強電場,場強為E,方向沿y軸的正方向,界面左上側(cè)有一勻強磁場,方向垂直坐標平面向里,大小未知,F(xiàn)把一個質(zhì)量為m,電量為+q的帶電粒子從坐標為(,-)的P點處由靜止釋放,粒子以一定的速度第一次經(jīng)過界面進入磁場區(qū)域。經(jīng)過一段時間,從坐標原點O再次回到電場區(qū)域,不計粒子的重力。求:

(1)粒子第一次經(jīng)過界面進入磁場時的速度有多大?
(2)磁場的磁感應(yīng)強度的大?
(3)粒子第三次經(jīng)過界面時的位置坐標?
(1) (2)  (3) (,

試題分析(1)粒子從靜止沿電場方向進入磁場,到達界面上的Q點,Q點的坐標是(, )
由幾何知識可知粒子從P到Q的位移         (1分)
根據(jù)動能定理有: - 0    (2分)
解得進入磁場時的速度    (1分)
(2)粒子進入磁場做勻速圓周運動,軌跡如圖所示。由幾何關(guān)系可得圓周運動的半徑   (1分)

                       (2分)
解得                    (1分)
(3)粒子從坐標原點O第二次經(jīng)過界面進入電場時,速度方向與電場方向垂直,粒子在電場中做類平拋運動,設(shè)經(jīng)過時間t粒子第三次經(jīng)過界面,其位置坐標為(x,y),有:
           (1分)
                                (1分)
                                      (1分)
解得 即電荷第三次經(jīng)過豎直界面的位置坐標為(,)(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

(20分)如圖所示,磁感應(yīng)強度大小為B=0.15T,方向垂直紙面向里的勻強磁場分布在半徑R=0.20m的圓形區(qū)域內(nèi),圓的左端跟y軸相切于直角坐標系原點O,右端與邊界MN相切于x軸上的A點.MN右側(cè)有平行于x軸負方向的勻強電場.置于坐標原點O的粒子源,可沿x軸正方向射出速度的帶正電的粒子流,比荷為.不計粒子重力.右側(cè)電場強度大小為現(xiàn)以過O點并垂直于紙面的直線為軸,將圓形磁場區(qū)域按逆時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)90

求:
(1)粒子在磁場中運動的半徑;
(2)在旋轉(zhuǎn)磁場過程中,粒子經(jīng)過磁場后,途經(jīng)MN進入電場,求粒子經(jīng)過MN時離A點  最遠的位置B到A點的距離L1;
(3)通過B點的粒子進人電場后,再次經(jīng)過MN時距B點的距離L 2為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(12分)如圖,從陰極K發(fā)射的熱電子,重力和初速度均不計,通過加速電場后,沿圖示虛線垂直射入勻強磁場區(qū),磁場區(qū)域足夠長,寬度為L=2.5cm。已知加速電壓為U=182V,磁感應(yīng)強度B=9.1×10-4T,電子的電量,電子質(zhì)量。求:

(1)電子在磁場中的運動半徑R
(2)電子在磁場中運動的時間t (結(jié)果保留)
(3)若加速電壓大小可以改變,其他條件不變,為使電子在磁場中的運動時間最長,加速電壓U應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,有一混合正離子束先后通過正交的電場、勻強磁場區(qū)域Ⅰ和勻強磁場區(qū)域Ⅱ,如果這束正離子流在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn),進入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑r相同,則它們一定具有相同的(  )
A.速度  B.比荷C.電荷量D.質(zhì)量

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(12分)如圖所示,勻強電場場強E=4V/m,方向水平向左,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=2T,方向垂直紙面向里。質(zhì)量m=1kg的帶正電小物體A,從M點沿粗糙、絕緣的豎直墻壁無初速下滑,它滑行h=0.8m到N點時脫離墻壁做曲線運動,在通過P點瞬時,A受力平衡,此時其速度與水平方向成θ=45°角,且P點與M點的高度差為H=1.6m,當?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2。求:

(1)A沿墻壁下滑時,克服摩擦力做的功Wf;
(2)P點與M點的水平距離s。

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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,在坐標系的第一、四象限存在一寬度為a、垂直紙面向外的有界勻強磁場,磁感應(yīng)強度的大小為B;在第三象限存在與y軸正方向成θ=60°角的勻強電場。一個粒子源能釋放質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子源在點P(,)時發(fā)出的粒子恰好垂直磁場邊界EF射出;將粒子源沿直線PO移動到Q點時,所發(fā)出的粒子恰好不能從EF射出。不計粒子的重力及粒子間相互作用力。求:
⑴勻強電場的電場強度;
⑵PQ的長度;
⑶若僅將電場方向沿順時針方向轉(zhuǎn)動60º角,粒子源仍在PQ間移動并釋放粒子,試判斷這些粒子第一次從哪個邊界射出磁場并確定射出點的縱坐標范圍。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖所示是說明示波器工作原理的示意圖,已知兩平行板間的距離為d、板長為.初速度為零的電子經(jīng)電壓為U1的電場加速后從兩平行板間的中央處垂直進入偏轉(zhuǎn)電場,設(shè)電子質(zhì)量為m、電荷量為e .求:

(1)經(jīng)電場加速后電子速度v的大小;
(2)要使電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)量最大,兩平行板間的電壓U2應(yīng)是多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(20分)如圖所示,水平線QC下方是水平向左的勻強電場;區(qū)域Ⅰ(梯形PQCD)內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B;區(qū)域Ⅱ(三角形APD)內(nèi)也有垂直紙面向里的勻強磁場,但是磁感應(yīng)強度大小可以與區(qū)域Ⅰ不同;區(qū)域Ⅲ(虛線PD之上、三角形APD以外)有垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度與區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁感應(yīng)大小相等。三角形AQC是邊長為2L的等邊三角形,P、D分別為AQ、AC的中點.帶正電的粒子從Q點正下方、距離Q點為L的O點以某一速度射出,在電場力作用下從QC邊中點N以速度v0垂直QC射入?yún)^(qū)域Ⅰ,接著從P點垂直AQ射入?yún)^(qū)域Ⅲ。若區(qū)域Ⅱ、Ⅲ的磁感應(yīng)強度大小與區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強度滿足一定的關(guān)系,此后帶電粒子又經(jīng)歷一系列運動后又會以原速率返回O點.(粒子重力忽略不計)求:

(1)該粒子的比荷;
(2)粒子從O點出發(fā)再回到O點的整個運動過程所有可能經(jīng)歷的時間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖所示,兩根平行且光滑的金屬軌道固定在斜面上,斜面與水平面之間的夾角,軌道上端接一只阻值為R=0.4的電阻器,在導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5 T,兩軌道之間的距離為L=40cm,且軌道足夠長,電阻不計,F(xiàn)將一質(zhì)量為m="3" g,有效電阻為r=1.0的金屬桿ab放在軌道上,且與兩軌道垂直,然后由靜止釋放,求:

(1)金屬桿ab下滑過程中可達到的最大速率;
(2)金屬桿ab達到最大速率以后,電阻器R每秒內(nèi)產(chǎn)生的電熱。

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