(17分)如圖甲所示,兩平行金屬板接有如圖乙所示隨時間t變化的電壓U,兩板間電場可看作均勻的,且兩板外無電場,板長L="0.2" m,板間距離d="0.2" m.在金屬板右側(cè)有一邊界為MN的區(qū)域足夠大的勻強磁場,MN與兩板中線OO′垂直,磁感應(yīng)強度B=5×10 3T,方向垂直紙面向里.現(xiàn)有帶正電的粒子流沿兩板中線OO′連續(xù)射入電場中,已知每個粒子速度v0=105 m/s,比荷q/m=108 C/kg,重力忽略不計,在每個粒子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi),電場可視作是恒定不變的.

(1)試求帶電粒子射出電場時的最大速度;
(2)從電場射出的帶電粒子,進入磁場運動一段時間后又射出磁場,求粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間.

(1)     (2)

解析試題分析:(1)設(shè)兩板間電壓為U1時,帶電粒子剛好從極板邊緣射出電場,則有 (4分)
粒子剛好從極板邊緣射出電場時,速度最大,設(shè)最大速度為v1,則有: (4分)
(2)粒子飛出電場進入磁場,在磁場中按逆時針方向做勻速圓周運動.粒子飛出電場時的速度方向與OO'的最

大夾角為α,. (1分)
當(dāng)粒子從下板邊緣飛出電場再進入磁場時,在磁場中運動時間最長:
;   (4分)
當(dāng)粒子從上板邊緣飛出電場再進入磁場時,在磁場中運動時間最短:
.      (4分)[來源:學(xué)&科&網(wǎng)]
考點:本題考查類平拋運動和勻速圓周運動。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)如圖所示,坐標(biāo)系xOy在豎直平面內(nèi),x軸正方向水平向右,y軸正方向豎直向上。y<0的區(qū)域有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B;在第一象限的空間內(nèi)有與x軸平行的勻強電場(圖中未畫出);第四象限有與x軸同方向的勻強電場;第三象限也存在著勻強電場(圖中未畫出)。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電微粒從第一象限的P點由靜止釋放,恰好能在坐標(biāo)平面內(nèi)沿與x軸成θ=30°角的直線斜向下運動,經(jīng)過x軸上的a點進入y<0的區(qū)域后開始做勻速直線運動,經(jīng)過y軸上的b點進入x<0的區(qū)域后做勻速圓周運動,最后通過x軸上的c點,且Oa=Oc。已知重力加速度為g,空氣阻力可忽略不計。求:

(1)微粒的電性及第一象限電場的電場強度E1
(2)帶電微粒由P點運動到c點的過程中,其電勢能的變化量大;
(3)帶電微粒從a點運動到c點所經(jīng)歷的時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,兩個界面S1和S2互相平行,間距為d,將空間分為三個區(qū)域。Ⅰ和Ⅲ兩區(qū)域內(nèi)有方向指向紙內(nèi)的勻強磁場,磁感應(yīng)強度分別為B1和B2。區(qū)域Ⅱ內(nèi)是勻強電場E,方向從S1垂直指向S2。一質(zhì)量為m、電量為-q的粒子(重力不計)以平行于電場線的初速度v0,從與S1相距為d/4的O點開始運動,為使該粒子沿圖中的軌跡運動(軌跡的兩個半圓的半徑相等)。求:

(1)磁感應(yīng)強度B1:B2之比應(yīng)是多少?
(2)場強E應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,一光滑絕緣圓管軌道位于豎直平面內(nèi),半徑為0.2m。以圓管圓心O為原點,在環(huán)面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,在第四象限加一豎直向下的勻強電場,其他象限加垂直于環(huán)面向外的勻強磁場。一帶電量為+1.0C、質(zhì)量為0.1kg的小球(直徑略小于圓管直徑),從x坐標(biāo)軸上的b點由靜止釋放,小球剛好能順時針沿圓管軌道做圓周運動。(重力加速度g取10m/s2

(1)求勻強電場的電場強度E;
(2)若第二次到達最高點a時,小球?qū)壍狼『脽o壓力,求磁感應(yīng)強度B ;
(3)求小球第三次到達最高點a時對圓管的壓力。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(15分)如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系xoy,在其第三象限空間有沿水平方向的、垂直于紙面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B="0." 5T,還有沿x軸負(fù)方向的勻強電場,場強大小為E= 2N/C。在其第一象限空間有沿y軸負(fù)方向的、場強大小也為E的勻強電場,并在y>h=0.4m的區(qū)域有磁感應(yīng)強度也為B的垂直于紙面向里的勻強磁場.一個帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點得到一初速度,恰好能沿PO作勻速直線運動(PO與x軸負(fù)方向的夾角為θ=45°),并從原點O進入第一象限.已知重力加速度g=10m/s2,問:

(1)油滴在第一象限運動時受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的大小之比,并指出油滴帶何種電荷;
(2)油滴在P點得到的初速度大小;
(3)油滴在第一象限運動的時間以及油滴離開第一象限處的坐標(biāo)值.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(15分).如圖所示,在空間中取直角坐標(biāo)系,在第一象限內(nèi)從y軸到MN之間的區(qū)域充滿一個沿y軸正方向的勻強電場,MN為電場的理想邊界,場強大小為E,ON="d" 。在第二象限內(nèi)充滿一個沿x軸負(fù)方向的勻強電場,場強大小為E2。電子從y軸上的A點以初速度沿x軸負(fù)方向射入第二象限區(qū)域,它到達的最右端為圖中的B點,之后返回第一象限,且從MN上的P點離開。已知A點坐標(biāo)為(0,h).電子的電量為e,質(zhì)量為m,電子的重力忽略不計,求:

(1)電子從A點到B點所用的時間
(2)P點的坐標(biāo);
(3)電子經(jīng)過x軸時離坐標(biāo)原點O的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(15分)如圖甲所示,空間存在B=0.5T,方向豎直向下的勻強磁場,MN、PQ是處于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長直導(dǎo)軌,間距L=0.2m, R是連接在導(dǎo)軌一端的電阻,ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒。從零時刻開始,通過一小型電動機對ab棒施加一個牽引力F,方向水平向左,使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運動,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v-t圖象,其中OA段是直線,AC是曲線,DE是曲線圖象的漸進線,小型電動機在12s末達到額定功率P=4.5W,此后保持功率不變。除R外,其余部分電阻均不計,g=10m/s2

(1)求導(dǎo)體棒ab在0-12s內(nèi)的加速度大小
(2)求導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)及電阻R的值
(3)若t=17s時,導(dǎo)體棒ab達最大速度,從0-17s內(nèi)共發(fā)生位移100m,試求12s-17s內(nèi),R上產(chǎn)生的熱量是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖,直線MN 上方有平行于紙面且與MN成45°的有界勻強電場,電場強度大小未知;MN下方為方向垂直于紙面向里的有界勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B.今從MN 上的O點向磁場中射入一個速度大小為v、方向與MN成45°角的帶正電粒子,該粒子在磁場中運動時的軌道半徑為R .該粒子從O點出發(fā)記為第一次經(jīng)過直線MN ,第五次經(jīng)過直線MN時恰好又通過O點.不計粒子的重力.

(1)畫出粒子在磁場和電場中運動軌跡的草圖;
(2)求出電場強度E的大。
(3)求該粒子再次從O點進入磁場后,運動軌道的半徑r;
(4)求該粒子從O點出發(fā)到再次回到O點所需的時間t ;

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)如圖所示K與虛線MN之間是加速電場。虛線MN與PQ之間是勻強電場,虛線PQ與熒光屏之間是勻強磁場,且MN、PQ與熒光屏三者互相平行。電場和磁場的方向如圖所示。圖中A點與O點的連線垂直于熒光屏。一帶正電的粒子由靜止被加速從A點離開加速電場,速度方向垂直于偏轉(zhuǎn)電場方向射入偏轉(zhuǎn)電場,在離開偏轉(zhuǎn)電場后進入勻強磁場,最后恰好垂直地打在圖中的熒光屏上。已知電場和
磁場區(qū)域在豎直方向足夠長,加速電場電壓與偏轉(zhuǎn)電場的場強關(guān)系為U=Ed/2,式中的d是偏轉(zhuǎn)電場的寬度且為已知量,磁場的磁感應(yīng)強度B與偏轉(zhuǎn)電場的電場強度E和帶電粒子離開加速電場的速度v0關(guān)系符合表達式v0=E/B,如圖所示,試求:

(1)畫出帶電粒子的運動軌跡示意圖,
(2)磁場的寬度L為多少?
(3)改變磁場的磁感應(yīng)強度的大小,則熒光
屏是出現(xiàn)的亮線長度是多少?

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同步練習(xí)冊答案