如圖10所示，在坐標(biāo)系xoy平面的x＞0區(qū)域內(nèi)，有電場(chǎng)強(qiáng)度E=2×105N/C，方向沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.20 T，方向與xoy平面垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在y軸上有一足夠長(zhǎng)的熒光屏MN，在x軸上的P(10，0)點(diǎn)處有一粒子發(fā)射槍連續(xù)不斷的發(fā)射大量質(zhì)量m＝6.4×10-27kg，電量q＝3.2×10-19C的帶正電粒子，其向x軸方向發(fā)射的粒子恰能沿x軸做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若撤去電場(chǎng)，并使粒子發(fā)射槍以P為軸在xoy平面內(nèi)以角速度ω=2πrad/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（整個(gè)裝置都處在真空中），求：

（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑；

（2）熒光屏上閃光點(diǎn)的范圍；

（3）熒光屏上閃光點(diǎn)從最高點(diǎn)移動(dòng)到最低點(diǎn)所用的時(shí)間。

 

【答案】

（1）

（2）

（3）

【解析】（1）由粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)，有：           (1’)

　　　　　　撤去電場(chǎng)后，有　     (1’)

           ∴　粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑

　　　　　 (1’)

（2）畫(huà)出右圖可知，粒子最上端打在A點(diǎn)，最下端打在B點(diǎn)                 (2’) 

　　　　　　　          (1’)

                                      (1’)

           ∴

（3）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期

　　　　　           (1’)

∴粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以忽略不計(jì)                        (1’)

　　　　　閃光點(diǎn)從最高點(diǎn)移到最低點(diǎn)的過(guò)程中，粒子槍轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為   (1’)

　　　　　　∴　用時(shí)　                      (1’)

 

 

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：

如圖1所示，在y=0和y=0.9m之間有垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN為磁場(chǎng)區(qū)域的上邊界，磁場(chǎng)在x軸方向范圍足夠大．磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化如圖2，取垂直紙面向里為正方向．現(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子，質(zhì)量為m=4.8×10-18kg，帶電量為q=3.2×10-12C，在t=0時(shí)刻以速度v0=6.28×102m/s從O點(diǎn)沿y軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，粒子重力不計(jì)．求：

（1）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期和半徑；
（2）畫(huà)出0～5×10-4s內(nèi)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡；
（3）粒子在t=5×10-4s時(shí)的位置坐標(biāo)；
（4）粒子通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，在直角坐標(biāo)系y軸右側(cè)虛線區(qū)域內(nèi)，分布著場(chǎng)強(qiáng)E=
2
2
×105N/c的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向豎直向上；在y軸左側(cè)虛線區(qū)域內(nèi)，分布著B(niǎo)=5.0×10-2T、方向垂直紙面且隨時(shí)間作周期性變化的磁場(chǎng)，如圖乙所示（以垂直紙面向外為正）．虛線所在位置的橫坐標(biāo)在圖中已標(biāo)出．T=0時(shí)刻，一質(zhì)量m=1.6×10-27kg，電荷量q=+3.2×10-19C的帶電粒子（不計(jì)重力），從點(diǎn)M（-0.5m，0.2
2
m）處以v=2
2
×106m/s的速度平行于x軸向右射入磁場(chǎng)．（磁場(chǎng)改變方向的瞬間，粒子速度不變）

（1）求磁場(chǎng)方向第一次改變時(shí)，粒子所處位置的坐標(biāo)．
（2）在圖甲中畫(huà)出粒子從射入磁場(chǎng)到射出電場(chǎng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的軌跡．
（3）求粒子射出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖1所示，在實(shí)驗(yàn)室的真空室內(nèi)，兩塊正對(duì)的平行金屬板水平放置．在兩板之間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)按圖2所示的規(guī)律變化（沿y軸方向?yàn)檎较颍趦砂逭虚g有一圓形垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖3所示規(guī)律變化，如果建立如圖1所示的坐標(biāo)系，在t=0時(shí)刻，有一質(zhì)量m=9.0×10-9kg、電荷量q=9.0×10-6C的帶正電的小球，以v0=1m/s的初速度沿y軸正方向從O點(diǎn)射入．試求：
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（1）小球在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡長(zhǎng)度；
（2）小球再次到達(dá)x軸的坐標(biāo)；
（3）畫(huà)出小球從O點(diǎn)到再次到達(dá)x軸的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖（請(qǐng)標(biāo)注必要的角度和位置）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2010?威海二模）如圖甲所示，在以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)的xoy平面內(nèi)，存在著范圍足夠大的電場(chǎng)和磁場(chǎng)．一個(gè)質(zhì)量m=2×10-2kg，帶電量q=+5×10-3C的帶電小球在0時(shí)刻以v0=40m/s的速度從O點(diǎn)沿+x方向（水平向右）射入該空間，在該空間同時(shí)加上如圖乙所示的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，其中電場(chǎng)沿-y方向（豎直向上），場(chǎng)強(qiáng)大小E0=40V/m．磁場(chǎng)垂直于xoy平面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0=4πT．取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=10m/s2，不計(jì)空氣阻力，計(jì)算結(jié)果中可以保留根式或π．試求：
（1）12s末小球速度的大�。�
（2）在給定的xoy坐標(biāo)系中，大體畫(huà)出小球在0～24s內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖．
（3）26s末小球的位置坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在一真空室內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)與磁場(chǎng)的方向相同，已知電場(chǎng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度。如圖10所示，在該真空室內(nèi)建立三維直角坐標(biāo)系，其中軸豎直向上。質(zhì)量，帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以速度沿方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度方向與電場(chǎng)、磁場(chǎng)垂直，取。

（1）求質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力與洛侖茲力的大小之比；

（2）求帶電質(zhì)點(diǎn)的電荷量；

（3）若在質(zhì)點(diǎn)通過(guò)O點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng)，求經(jīng)過(guò)時(shí)間帶電質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。

 


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