如圖所示，平面內(nèi)，在軸左側(cè)某區(qū)域內(nèi)有一個(gè)方向豎直向下，水平寬度為,電場(chǎng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)電場(chǎng)．在軸右側(cè)有一個(gè)圓心位于軸上，半徑為的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度，在坐標(biāo)為處有一垂直于軸的面積足夠大的熒光屏。今有一束帶正電的粒子從電場(chǎng)左側(cè)沿方向射入電場(chǎng)，穿出電場(chǎng)時(shí)恰好通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，速度大小為方向與軸成角斜向下．若粒子的質(zhì)量，電量為，不計(jì)重力。試求：
（1）粒子射入電場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)和初速度；
（2）若圓形磁場(chǎng)可沿軸移動(dòng)，圓心在軸上的移動(dòng)范圍為，由于磁場(chǎng)位置的不同，導(dǎo)致該粒子打在熒光屏上的位置也不同，試求粒子打在熒光屏上的范圍。
（1）粒子沿方向進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，在  點(diǎn)將 沿 、 方向分解得（1分），     
粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)：                           
   
    
所以粒子射入電場(chǎng)時(shí)的坐標(biāo)位置為
（2）洛侖茲力提供向心力，則

由幾何關(guān)系知此時(shí)出射位置為  點(diǎn)，軌跡如圖

熒光屏最高端的縱坐標(biāo)為：
隨著磁場(chǎng)向右移動(dòng)熒光屏光點(diǎn)位置逐漸下移，當(dāng) 方向與磁場(chǎng)圓形區(qū)域相切，此后，粒子將打在熒光屏的同一位置。其最低端的縱坐標(biāo)為：
（1）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的半徑公式和粒子運(yùn)動(dòng)的周期的公式可以求得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（2）粒子在磁場(chǎng)中做的是圓周運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入電場(chǎng)粒子做累平拋運(yùn)動(dòng)，射出電場(chǎng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，可以求得粒子的運(yùn)動(dòng)的位置．
點(diǎn)評(píng)：電荷在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是畫(huà)出軌跡，由幾何知識(shí)求出半徑．定圓心角，求時(shí)間．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，用絕緣輕繩懸吊一個(gè)帶正電的小球，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)把小球拉至懸點(diǎn)右側(cè)a點(diǎn)，輕繩被水平拉直，靜止釋放后，小球在豎直平面內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)．在小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列判斷正確的是(      )
A．小球擺到懸點(diǎn)左側(cè)的最高點(diǎn)與a點(diǎn)應(yīng)在同一水平線上
B．小球每次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)所受洛倫茲力大小相等
C．小球每次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)所受洛倫茲力方向相同
D．小球每次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)輕繩所受拉力大小相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

質(zhì)量為m、總電阻為R的導(dǎo)線做成邊長(zhǎng)為l的正方形線框MNPQ，并將其放在傾角為θ的平行絕緣導(dǎo)軌上，平行導(dǎo)軌的間距也為l，如圖所示。線框與導(dǎo)軌之間是光滑的，在導(dǎo)軌的下端有一寬度為l（即ab=l）、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的邊界aa′、bb′垂直于導(dǎo)軌，磁場(chǎng)的方向與線框平面垂直。某一次，把線框從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，線框恰好能夠勻速地穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?i>g，求：

小題1:線框通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度；
小題2:開(kāi)始釋放時(shí)，MN與bb′之間的距離；
小題3:線框在通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中所生的熱。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

(18分) 如圖所示，在坐標(biāo)系xOy內(nèi)有一半徑為a的圓形區(qū)域，圓心坐標(biāo)為O1（a，0），圓內(nèi)分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在直線y＝a的上方和直線x＝2a的左側(cè)區(qū)域內(nèi)，有一沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E。一質(zhì)量為m、電荷量為+q（q>0）的粒子以速度v從O點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入，當(dāng)速度方向沿x軸正方向時(shí)，粒子恰好從O1點(diǎn)正上方的A點(diǎn)射出磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力。求：
（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�
（2）粒子在第一象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的位置坐標(biāo)；
（3）若粒子以速度v從O點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入第一象限，當(dāng)速度方向沿x軸正方向的夾角=30°時(shí)，求粒子從射入磁場(chǎng)到最終離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間t。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

空間存在如右圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B.下面關(guān)于帶電粒子在其中運(yùn)動(dòng)情況的判斷，正確的有(　　)

A．若不計(jì)重力，粒子做勻速運(yùn)動(dòng)的方向可沿y軸正方向，也可沿y軸負(fù)方向
B．若不計(jì)重力，粒子可沿x軸正方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C．若重力不能忽略，粒子不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．若重力不能忽略，粒子仍可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（20分）如圖甲，在x >0的空間中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m，帶電量為q（q>0）的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處，以初速度v0沿x軸正方向射入，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡見(jiàn)圖甲，不計(jì)粒子的重力。
⑴求該粒子運(yùn)動(dòng)到y=h時(shí)的速度大小v；
⑵現(xiàn)只改變?nèi)肷淞Ｗ映跛俣鹊拇笮�，發(fā)現(xiàn)初速度大小不同的粒子雖然運(yùn)動(dòng)軌跡（y-x曲線）不同，但具有相同的空間周期性，如圖乙所示；同時(shí)，這些粒子在y軸方向上的運(yùn)動(dòng)（y-t關(guān)系）是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，且都有相同的周期。
Ⅰ．求粒子在一個(gè)周期T內(nèi)，沿x軸方向前進(jìn)的距離s；
Ⅱ．當(dāng)入射粒子的初速度大小為v0時(shí)，其y-t圖像如圖丙所示，求該粒子在y軸方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅Ay，并寫(xiě)出y-t的函數(shù)表達(dá)式。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

一帶正電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，空間中一平行板電容器兩極板S1、S2間的電勢(shì)差為U。將此粒子在靠近極板S1的A處無(wú)初速度釋放，經(jīng)電場(chǎng)加速后，經(jīng)O點(diǎn)進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，整個(gè)裝置處于真空中，不計(jì)粒子重力作用。
小題1:求粒子到達(dá)O點(diǎn)的速度大��；
小題2:若粒子經(jīng)過(guò)O點(diǎn)后恰好不能從右側(cè)離開(kāi)該有界磁場(chǎng)，求該有界磁場(chǎng)的寬度d；
小題3:圖中虛線OX垂直平板電極S2，若改變右側(cè)磁場(chǎng)寬度，當(dāng)粒子從P點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，其速度方向與OX方向的夾角，求此粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（供選學(xué)物理3-1的考生做）（8分）
如圖所示，兩平行金屬板P1和P2之間的電壓為U。一個(gè)帶負(fù)電的粒子在兩板間沿虛線所示路徑做加速直線運(yùn)動(dòng)。 粒子通過(guò)兩平行板后從O點(diǎn)進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在洛倫茲力的作用下，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周后打在擋板MN上的A點(diǎn)。 已知粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q。 不計(jì)粒子重力。 求：

小題1:粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v；
小題2: O、A兩點(diǎn)間的距離x。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面匈里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，AB邊水平。磁場(chǎng)下方有一方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。現(xiàn)有一質(zhì)量為m電量為q的負(fù)離子（重力不計(jì)），以速度v0沿圖中虛線垂直電場(chǎng)且正對(duì)三角形ABC的頂點(diǎn)C射入，穿過(guò)電場(chǎng)區(qū)域后，負(fù)離子從AB邊進(jìn)入磁場(chǎng)，又從AB邊射出。已知AB=，電場(chǎng)寬度L=。求：

（1）負(fù)離子在AB邊上入射點(diǎn)與出射點(diǎn)的距離；
（2）保持電場(chǎng)寬度L不變，調(diào)整電場(chǎng)上邊界與磁場(chǎng)邊界AB間的距離及電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，使負(fù)離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，則此時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度E多大？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案