如圖，xOy平面內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v0沿x軸正方向開始運(yùn)動。當(dāng)它經(jīng)過圖中虛線上的M（，a）點(diǎn)時(shí)，撤去電場，粒子繼續(xù)運(yùn)動一段時(shí)間后進(jìn)入一個(gè)矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域（圖中未畫出），又從虛線上的某一位置N處沿y軸負(fù)方向運(yùn)動并再次經(jīng)過M點(diǎn)。已知磁場方向垂直xOy平面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計(jì)粒子的重力。試求：

（1）電場強(qiáng)度的大小；
（2）N點(diǎn)的坐標(biāo)；
（3）矩形磁場的最小面積。
（1）    （2）（，） （3）

試題分析：如圖是粒子的運(yùn)動過程示意圖。

（1） 粒子從O到M做類平拋運(yùn)動，設(shè)時(shí)間為t，則有
，
解得
（2） 粒子運(yùn)動到M點(diǎn)時(shí)速度為v，與x方向的夾角為a，則
，
tanα=vy/v0=，即α=30°
由題意知，粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場，從N點(diǎn)離開磁場，
粒子在磁場中以O(shè)′點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)半徑為R，則
解得粒子做圓周運(yùn)動的半徑為 
由幾何關(guān)系知， 
所以N點(diǎn)的縱坐標(biāo)為
橫坐標(biāo)為，即N點(diǎn)的坐標(biāo)為（，） 
（3）當(dāng)矩形磁場為圖示虛線矩形時(shí)的面積最小。則矩形的兩個(gè)邊長分別為
，
所以矩形磁場的最小面積為
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：單選題

下列電磁波中，波長最長的是
A．無線電波B．紅外線C．紫外線D．射線

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，空間存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場的方向豎直向下，磁場方向水平（圖中垂直紙面向里），一帶電油滴P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是（  ）
A．若僅撤去電場，P可能做勻加速直線運(yùn)動
B．若僅撤去磁場，P可能做勻加速直線運(yùn)動
C．若給P一初速度，P不可能做勻速直線運(yùn)動
D．若給P一初速度，P可能做勻速圓周運(yùn)動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(20分)靜止于A處的離子，經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，并從P點(diǎn)垂直CF進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)磁場。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場，已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場強(qiáng)為E、方向如圖所示：離子質(zhì)量為m、電荷量為q；=a、=1.5a，磁場方向垂直紙面向里；離子重力不計(jì)。
(1)求加速電場的電壓U；
(2)若離子能最終打在QF上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場強(qiáng)度為E=5.0×105N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg、電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，從貼近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，Ox、Oy、Oz為相互垂直的坐標(biāo)軸，Oy軸為豎直方向，整個(gè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為q的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v0沿Ox軸正方向拋出（不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g）．求：

（1）若在整個(gè)空間加一勻強(qiáng)電場E1，使小球在xOz平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，求場強(qiáng)E1；
（2）若在整個(gè)空間加一勻強(qiáng)電場E2，使小球沿Ox軸做勻速直線運(yùn)動，求E2的大�。�
（3）若在整個(gè)空間加一沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場E3，使E3＝3E1，求該小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O拋出后，經(jīng)過y軸時(shí)的坐標(biāo)y的表達(dá)式．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在兩條平行的虛線內(nèi)存在著寬度為L、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，在與右側(cè)虛線相距也為L處有一與電場平行的屏.現(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子（重力不計(jì)），以垂直于電場線方向的初速度v0射入電場中，v0方向的延長線與屏的交點(diǎn)為O.試求：

（1）粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間；
（2）粒子剛射出電場時(shí)的速度方向與初速度方向間夾角的正切值tanα；
（3）粒子打到屏上的點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離x.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(12分)如圖所示，一帶電微粒質(zhì)量為m=2.0×10-11kg、電荷量q=+1.0×10-5C，從靜止開始經(jīng)電壓為U1=100V的電場加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場中，微粒射出電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ=30º，并接著進(jìn)入一個(gè)方向垂直紙面向里、寬度為D=34.6cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。已知偏轉(zhuǎn)電場中金屬板長L=20cm，兩板間距d=17.3cm，重力忽略不計(jì)。

求：⑴帶電微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速率v1；
⑵偏轉(zhuǎn)電場中兩金屬板間的電壓U2；
⑶為使帶電微粒不會由磁場右邊射出，該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場相互垂直，現(xiàn)有一束帶電粒子（不計(jì)重力），以速度v0沿圖示方向恰能直線穿過，正確的分析是（   ）
A．如果讓平行板電容器左極板為正極，則帶電粒子必須從下向上以v0進(jìn)入該區(qū)域才能沿直線穿過
B．如果帶正電粒子以大于v0的速度沿v0方向射入該區(qū)域時(shí)，其電勢能越來越小
C．如果帶負(fù)電粒子速度小于v0，仍沿v0方向射入該區(qū)域時(shí)，其電勢能越來越大
D．無論帶正電還是帶負(fù)電的粒子，若從下向上以速度v0進(jìn)入該區(qū)域時(shí)，其動能都一定增加

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