(17分)如圖所示，在xoy平面上，直線OM與x軸正方向夾角為45o，直線OM左側(cè)存在平行y軸的勻強(qiáng)電場，方向沿y軸負(fù)方向。直線OM右側(cè)存在垂直xoy平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。一帶電量為q，質(zhì)量為m帶正電的粒子（忽略重力）從原點(diǎn)O沿x軸正方向以速度vo射入磁場。此后，粒子穿過磁場與電場的邊界三次，恰好從電場中回到原點(diǎn)O。（粒子通過邊界時(shí)，其運(yùn)動(dòng)不受邊界的影響）

求： (1)粒子第一次在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；
(2)勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度；
(3)粒子從O點(diǎn)射出至回到O點(diǎn)的時(shí)間。

(1)    (2)    （3）

解析試題分析：（1）根據(jù)向心力公式可得：
解得：
（2）粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示：

粒子第二次進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動(dòng)：
所以：；；
聯(lián)立解得：
（3）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：

在電場中做直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：

在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

粒子從O點(diǎn)射出至回到O點(diǎn)的時(shí)間

考點(diǎn)：本題考查帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)，意在考查學(xué)生的綜合分析能力。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)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(gè)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(shí)沿垂直于板方向偏移的距離是多少？
(2)電子飛出電場時(shí)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(diǎn)，若S=10cm，求OP的長？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（20分）如圖所示，水平線QC下方是水平向左的勻強(qiáng)電場；區(qū)域Ⅰ（梯形PQCD）內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；區(qū)域Ⅱ（三角形APD）內(nèi)也有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，但是磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(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，在電場力作用下從QC邊中點(diǎn)N以速度v0垂直QC射入?yún)^(qū)域Ⅰ，接著從P點(diǎn)垂直AQ射入?yún)^(qū)域Ⅲ。若區(qū)域Ⅱ、Ⅲ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足一定的關(guān)系，此后帶電粒子又經(jīng)歷一系列運(yùn)動(dòng)后又會(huì)以原速率返回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)過程所有可能經(jīng)歷的時(shí)間．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，兩平行金屬板A、B的板長L=0．2m，板間距d=0．2m，兩金屬板間加如圖乙所示的交變電壓，并在兩板間形成交變的勻強(qiáng)電場，忽略其邊緣效應(yīng)，在金屬板上側(cè)有一方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其上下寬度D= 0．4m，左右范圍足夠大，邊界MN和PQ均與金屬板垂直，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B =1×l0－2T．在極板下側(cè)中點(diǎn)O處有一粒子源，從t=0時(shí)起不斷地沿著OO’發(fā)射比荷=1×l08 C/kg．初速度為v0=2×l05m/s的帶正電粒子，忽略粒子重力、粒子間相互作用以及粒子在極板間飛行時(shí)極板間的電壓變化．

（1）求粒子進(jìn)入磁場時(shí)的最大速率；
（2）對(duì)于能從MN邊界飛出磁場的粒子，其在磁場的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的間距s是否為定值？若是，求該值；若不是，求s與粒子由O出發(fā)的時(shí)刻t之間的關(guān)系式；
（3）定義在磁場中飛行時(shí)間最長的粒子為{A類粒子}，求出{A類粒子}在磁場中飛行的時(shí)間，以及由O出發(fā)的可能時(shí)刻．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12分） 如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2×10－3 T；磁場右邊是寬度L＝0.2 m、場強(qiáng)E＝40 V/m、方向向左的勻強(qiáng)電場．一帶電粒子電荷量q＝－3.2×10－19 C，質(zhì)量m＝6.4×10－27 kg，以v＝4×104 m/s的速度沿OO′垂直射入磁場，在磁場中偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入右側(cè)的電場，最后從電場右邊界射出．（不計(jì)重力）求：

（1）大致畫出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡；
（2）帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；
（3）帶電粒子飛出電場時(shí)的動(dòng)能Ek.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，兩塊長為L（L未知）的平行金屬板M、N，彼此正對(duì)，板間距亦為L�，F(xiàn)將N板接地，M上電勢隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。兩平行金屬板左邊緣的中線處放置一個(gè)粒子源，能沿中線方向連續(xù)不斷地放出一定速度的帶正電粒子。已知帶電粒子的荷質(zhì)比，粒子的重力和粒子之間的作用力均可忽略不計(jì)。若某時(shí)刻粒子源放出的粒子恰能從平行金屬板右邊緣離開電場（設(shè)在每個(gè)粒子通過電場區(qū)域的時(shí)間內(nèi)，可以把板間的電場看作是恒定的），同時(shí)進(jìn)入金屬板右方磁感強(qiáng)度為T，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，一段時(shí)間后正粒子垂直打在屏PQ上，屏PQ與金屬板右邊緣的距離為d=0.5m。

求
①粒子在磁場中的速度？
②為完成以上運(yùn)動(dòng)帶電粒子應(yīng)在哪個(gè)時(shí)刻進(jìn)入電場？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖，空間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向?yàn)閥軸正方向，磁場方向垂直于xy平面（紙面）向外，電場和磁場都可以隨意加上或撤除，重新加上的電場或磁場與撤除前的一樣.一帶正電荷的粒子從P（x=0，y=h）點(diǎn)以一定的速度平行于x軸正向入射.這時(shí)若只有磁場，粒子將做半徑為R0的圓周運(yùn)動(dòng)；若同時(shí)存在電場和磁場，粒子恰好做直線運(yùn)動(dòng).現(xiàn)在，只加電場，當(dāng)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到x=R0平面（圖中虛線所示）時(shí)，立即撤除電場同時(shí)加上磁場，粒子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，其軌跡與x軸交于M點(diǎn).不計(jì)重力.求：

⑴粒子到達(dá)x=R0平面時(shí)速度方向與x軸的夾角以及粒子到x軸的距離；
⑵M點(diǎn)的橫坐標(biāo)xM.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（8分）如圖所示，相距為d的虛線AB、CD之間存在著水平向左的、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，M、N是平行于電場線的一條直線上的兩點(diǎn)，緊靠CD邊界的右側(cè)有一O點(diǎn)，與N點(diǎn)相距為l，在O點(diǎn)固定一電荷量為（k為靜電力常量）的正點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場只存在于CD邊界的右側(cè)。今在M點(diǎn)釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電量為-e的電子（重力不計(jì)）。求：

（1）電子經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)的速度大小。
（2）判斷電子在CD右側(cè)做什么運(yùn)動(dòng)，并求出電子從M點(diǎn)釋放后經(jīng)過N點(diǎn)的時(shí)間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩金屬桿AB和CD長均為L，電阻均為R，質(zhì)量分別為3m和m。用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導(dǎo)電的圓棒兩側(cè)。在金屬桿AB下方有高度為H的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與回路平面垂直，此時(shí)，CD處于磁場中�，F(xiàn)從靜止開始釋放金屬桿AB，經(jīng)過一段時(shí)間，AB即將進(jìn)入磁場的上邊界時(shí)，其加速度為零，此時(shí)金屬桿CD尚未離開磁場，這一過程中桿AB產(chǎn)生的焦耳熱為Q。則

（1）AB棒剛達(dá)到磁場邊界時(shí)的速度v1多大？
（2）此過程中金屬桿CD移動(dòng)的距離h和通過導(dǎo)線截面的電量q分別是多少？
（3）通過計(jì)算說明金屬桿AB在磁場中可能具有的速度大小v2在什么范圍內(nèi)；
（4）試分析金屬桿AB在穿過整個(gè)磁場區(qū)域過程中可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況（加速度與速度的變化情況）。

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同步練習(xí)冊答案