如圖所示,在xOy平面的第一象限有一勻強電場,電場的方向平行于Y軸向下,在X軸和第四象限的射線OC之間有一勻強磁場,磁感應強度的大小為B,方向垂直于紙而向外。有一質(zhì)量為m,帶有電荷量+q的質(zhì)點由電場左側(cè)平行于X軸射入電場。質(zhì)點到達X軸上A點時,速度方向于X軸的夾角為,A點與原點0的距離為d.接著,質(zhì)點進入磁場,并垂直丁OC飛離磁場。不計重力影響。若OC與x軸的夾角也為φ.

求:(1)粒子在磁場中運動速度的大。
(2)勻強電場的場強大小。
(1)   (2) 

試題分析:(1)依題意作出質(zhì)點在磁場中作圓周運動的軌跡,如圖, 

由幾何知識得質(zhì)點作圓運動的半徑
   ①
洛倫茲力提供向心力   ②
由①②得   ③
(2)質(zhì)點在電場中作類平拋運動。設質(zhì)點射入電場的速度為,在電場中的加速度為a,運動時間為t,則有
  ④
   ⑤
 ⑥
聯(lián)立④⑤⑥得
 ⑦
設電場強度的大小為E,由牛頓第二定律得  ⑧
聯(lián)立③⑦⑧得

點評:本題考查帶電粒子在電、磁綜合場中的運動,綜合性較強,把電場的性質(zhì)、運動學規(guī)律、圓周運動知識等有機地結(jié)合起來,在解題時應注重運用動力學的普通規(guī)律解決復合場中帶電粒子的運動問題。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

帶電小球的質(zhì)量為m,當勻強電場方向水平向右時(圖中未畫出),小球恰能靜止在光滑圓槽形軌道的A點,圖中角θ=30°,如圖所示,當將電場方向轉(zhuǎn)為豎直向下時(保持勻強電場的電場強度大小不變),求小球從A點起滑到最低點時對軌道的壓力.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

安培力、電場力和洛倫茲力,下列說法正確的是(    )
A.電荷在電場中一定受電場力作用,電荷在磁場中一定受洛倫茲力作用
B.電荷所受電場力一定與該處電場方向一致,電荷所受洛倫茲力不一定與磁場方向垂直
C.安培力和洛倫茲力的方向均可用左手定則判斷
D.安培力和洛倫茲力本質(zhì)上都是磁場對運動電荷的作用,安培力可以對通電導線做功,洛倫茲力對運動電荷也做功

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖所示,空間有一垂直紙面向外的磁感應強度為0.5T的勻強磁場,一質(zhì)量為0.2 kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上,在木板左端無初速度放置一質(zhì)量為0.1 kg、電荷量q=+0.2 C的滑塊,滑塊與絕緣木板之間的動摩擦因數(shù)為0.5,滑塊受到的最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力.現(xiàn)對木板施加方向水平向左,大小為0.6 N的恒力,g取10 m/s2,求:

(1)開始時木板和滑塊的加速度分別是多少?
(2)木板的最大加速度為多少?
(3)滑塊的最大速度為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在x-o-y坐標系中,以(r,0)為圓心、r為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場,磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面向里。在y > r的足夠大的區(qū)域內(nèi),存在沿y軸負方向的勻強電場,場強大小為E。從O點以相同速率向不同方向發(fā)射質(zhì)子,質(zhì)子的運動軌跡均在紙面內(nèi),且質(zhì)子在磁場中運動的軌跡半徑也為r。已知質(zhì)子的電荷量為q,質(zhì)量為m,不計質(zhì)子所受重力及質(zhì)子間相互作用力的影響。

(1)求質(zhì)子射入磁場時速度的大小;
(2)若質(zhì)子沿x軸正方向射入磁場,求質(zhì)子從O點進入磁
場到第二次離開磁場經(jīng)歷的時間;

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有勻強電場。其電場強度為E,在該勻強電場中,用輕質(zhì)絕緣絲線懸掛質(zhì)量為m的帶電小球,絲線跟豎直方向成θ角時小球恰好平衡,此時小球離右板距離為b,如圖所示,問:

(1)小球所帶電荷的電性如何?電荷量多少?
(2)若剪斷絲線,小球碰到金屬板需多長時間?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示為某一儀器的部分原理示意圖,虛線OA、OB關(guān)于y軸對稱,, OA、OB將xOy平面分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域,區(qū)域Ⅰ、Ⅲ內(nèi)存在水平方向的勻強電場,電場強度大小相等、方向相反。質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子自x軸上的粒子源P處以速度v0沿y軸正方向射出,經(jīng)一定時間到達OA上的M點,且此時速度與OA垂直。已知M到原點O的距離OM = L,不計粒子的重力。求:

(1)勻強電場的電場強度E的大。
(2)為使粒子能從M點經(jīng)Ⅱ區(qū)域通過OB上的N點,M、N點關(guān)于y軸對稱,可在區(qū)域Ⅱ內(nèi)適當范圍加一垂直xOy平面的勻強磁場,求該磁場的磁感應強度的最小值和粒子經(jīng)過區(qū)域Ⅲ到達x軸上Q點的橫坐標;
(3)當勻強磁場的磁感應強度。2)問中的最小值時,且該磁場僅分布在一個圓形區(qū)域內(nèi)。由于某種原因的影響,粒子經(jīng)過M點時的速度并不嚴格與OA垂直,成散射狀,散射角為較。,但速度大小均相同,如圖所示,求所有粒子經(jīng)過OB時的區(qū)域長度。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

在如圖甲所示的裝置中,陰極K能夠連續(xù)不斷地發(fā)射初速不計的電子,這些電子經(jīng)P、K間的電場加速后,都能通過P板上的小孔沿垂直于P板的方向進入P板右側(cè)的區(qū)域,打到P板右側(cè)L遠處且與P平行的熒光屏Q上的O點,由于P、K相距很近,所有電子通過電場所用時間忽略不計,F(xiàn)在PQ間加垂直紙面向里的勻強磁場,且從某一時刻t=0開始,在P、K間加一周期性變化的電壓,電壓隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示,則從該時刻起,所有從小孔射出的電子恰好能全部打到熒光屏上。已知電子質(zhì)量為m,帶電量為e,粒子在磁場中做圓周運動的周期小于4T0,求:

(1)電子打到熒光屏上的范圍;
(2)從t=0時刻開始在電壓變化的一個周期內(nèi),打到屏上距O點最近的電子與最遠的電子的時間

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一電子在勻強磁場中,以一固定的正電荷為圓心,在圓形軌道上運動,磁場方向垂直于它的運動平面,電場力恰是磁場力的三倍.設電子電量為e,質(zhì)量為m,磁感強度為B,那么電子運動的可能角速度應當是    (        )  
A.B.C.D.

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