(12分)如圖所示,在xoy平面內(nèi),直線MN與x軸正方向成30o角,MN下方是垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN與y軸正方向間存在電場(chǎng)強(qiáng)度E=×105N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng),其方向與y軸正方向成60o角且指向左上方,一重力不計(jì)的帶正電粒子,從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng),已知粒子的比荷=107C/kg,結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字,試問:

(1)若測(cè)得該粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間t1=,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B;
(2)若測(cè)得該粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間t1=,粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)開始到第一次到達(dá)y軸正半軸的時(shí)間t
(3)若粒子的速度v0=1.0×106m/s,求粒子進(jìn)入電場(chǎng)后最終離開電場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)

(1)(2)(3)

解析試題分析:(1)由幾何關(guān)系可知:,又聯(lián)立可得
(2)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為r,速度為v,由幾何關(guān)系可知,POQ為等腰三角形,所以,,故,,聯(lián)立可得
(3)粒子進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)垂直于電場(chǎng)方向的距離為m,電場(chǎng)方向的距離為n,粒子離開電場(chǎng)時(shí)經(jīng)過(guò)y軸,其位置坐標(biāo)為,所以
,,解得,又,所以,
聯(lián)立可得

考點(diǎn):考查了牛頓運(yùn)動(dòng)定律與電磁線綜合,能力性非常的高,注意粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程

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:計(jì)算題

(12分)在地面上方某處的真空室里存在著水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),以水平向右和豎直向上為x軸、y軸正方向建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的微粒從點(diǎn)P(,0)由靜止釋放后沿直線PQ運(yùn)動(dòng)。當(dāng)微粒到達(dá)點(diǎn)Q(0,-l)的瞬間,撤去電場(chǎng)同時(shí)加上一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,該磁場(chǎng)有理想的下邊界,其他方向范圍無(wú)限大。已知重力加速度為g。求:

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的大小;
(2)撤去電場(chǎng)加上磁場(chǎng)的瞬間,微粒所受合外力的大小和方向;
(3)欲使微粒不從磁場(chǎng)下邊界穿出,該磁場(chǎng)下邊界的y軸坐標(biāo)值應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(18分)如圖所示,在平面內(nèi)的第一象限內(nèi)存在沿軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),在第四象限存在有界的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度,有一質(zhì)量為,電量為的電子以的速度從軸的點(diǎn)(0,cm)沿軸正方向射入第一象限,偏轉(zhuǎn)后從軸的點(diǎn)射入第四象限,方向與軸成角,在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)后又回到點(diǎn),方向與軸也成角;不計(jì)電子重力.求:

(1)OQ之間的距離及電子通過(guò)Q點(diǎn)的速度大小.
(2)若在第四象限內(nèi)的磁場(chǎng)的邊界為直線邊界,即在虛線的下方有磁場(chǎng),如圖中所示,求的坐標(biāo).
(3)若在第四象限內(nèi)的磁場(chǎng)為圓形邊界的磁場(chǎng),圓形邊界的磁場(chǎng)的圓心坐標(biāo)的范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(15分)如圖所示,在x軸的上方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E;在x軸的下方等腰三角形CDM區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,C、D在x軸上,它們到原點(diǎn)O的距離均為a,θ=30°,現(xiàn)將一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶正電粒子,從y軸上的P點(diǎn)由靜止釋放,不計(jì)重力作用和空氣阻力的影響.

(1)若粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)后恰好垂直CM射出磁場(chǎng),求P、O間的距離;
(2)P、O間的距離滿足什么條件時(shí),可使粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中各運(yùn)動(dòng)3次?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(12分)如圖所示,水平絕緣軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接,半圓形軌道的半徑R=0.40m。軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×104N/C。現(xiàn)有一電荷量q=+1.0×10 4C,質(zhì)量m=0.10kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn)),在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放,帶電體恰好能夠通過(guò)最高點(diǎn)C,已知帶電體與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50,重力加速度g=10m/s2。求:

(1)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道的最低點(diǎn)B時(shí),圓形軌道對(duì)帶電體支持力的大小;
(2)帶電體在水平軌道上的釋放點(diǎn)P到B點(diǎn)的距離;
(3)帶電體第一次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)后,落在水平軌道上的位置到B點(diǎn)的距離。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(14分)坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一點(diǎn)狀的放射源,它向xoy平面內(nèi)的x軸上方各個(gè)方向發(fā)射α粒子,α粒子的速度大小都是v0,在的區(qū)域內(nèi)分布有指向y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為,其中q與m分別為α粒子的電量和質(zhì)量;在的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于xoy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).a(chǎn)b為一塊很大的平面感光板,放置于處,如圖所示.觀察發(fā)現(xiàn)此時(shí)恰無(wú)粒子打到ab板上.(不考慮α粒子的重力)

(1)求α粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能;
(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(3)將ab板平移到什么位置時(shí)所有粒子均能打到板上? 并求出此時(shí)ab板上被α粒子打中
的區(qū)域的長(zhǎng)度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(20分)如圖所示,在直角坐標(biāo)xOy平面y軸左側(cè)(含y軸)有一沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場(chǎng),一質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度沿x軸正向進(jìn)入電場(chǎng),從y軸上Q點(diǎn)離開電場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸負(fù)向夾角,Q點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-d),在y軸右側(cè)有一與坐標(biāo)平面垂直的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫出),磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,粒子能從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸負(fù)向再進(jìn)入電場(chǎng).不計(jì)粒子重力,求:

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度大小E;
(2)如果有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)榘雸A形,求磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積;
(3)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的總時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(18分)如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為q、重力不計(jì)的微粒,從傾斜放置的平行電容器I的A板處由靜止釋放,A、B間電壓為U1。微粒經(jīng)加速后,從D板左邊緣進(jìn)入一水平放置的平行板電容器II,由C板右邊緣且平行于極板方向射出,已知電容器II的板長(zhǎng)為板間距離的2倍。電容器右側(cè)豎直面MN與PQ之間的足夠大空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出),MN與PQ之間的距離為L(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在微粒的運(yùn)動(dòng)路徑上有一厚度不計(jì)的窄塑料板(垂直紙面方向的寬度很。,斜放在MN與PQ之間,=45°。求:

(1)微粒從電容器I加速后的速度大;
(2)電容器II  CD間的電壓;
(3)假設(shè)粒子與塑料板碰撞后,電量和速度大小不變、方向變化遵循光的反射定律,碰撞時(shí)間極短忽略不計(jì),微粒在MN與PQ之間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和路程。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(12分)如圖所示,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)。電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m,導(dǎo)軌平面與水平面成370角,下端連接阻值為R的電阻。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為0.2kg。電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。求:

(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的加速度大小;
(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),電阻消耗的功率為,求該速度的大。
(3)在上問中,若,金屬棒中的電流方向,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向。( ,,)

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