一個(gè)質(zhì)量為m帶電量為+q的小球每次均以水平初速度v0自h高度做平拋運(yùn)動(dòng)．不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，試回答下列問(wèn)題：
（1）若在空間豎直方向加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球水平拋出后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則電場(chǎng)強(qiáng)度E是多大？
（2）撤消勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球水平拋出至第一落地點(diǎn)P，則位移S的大小是多少？
（3）恢復(fù)原有勻強(qiáng)電場(chǎng)，再在空間加一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球第一落地點(diǎn)仍然是P點(diǎn)，試問(wèn)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多大？
（1）小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件：mg=qE，
得：E=
mg
q
；
（2）小球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向：x=v0t，
豎直方向：h=
1
2
gt2
得到：S=
h2+x2
=
h2+
2h
v20
g

（3）結(jié)合題意做出小球勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖，由幾何知識(shí)：R2=x2+（R-h）2
得：R=
v20
2g
+
h
2

洛倫茲力提供向心力：qv0B=m
v20
R

得：B=
mv0
qR
=
mv0
q
?
2gh
2h
v20
+gh2
=
2mgv0
q(2
v20
+gh)

答：（1）若在空間豎直方向加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球水平拋出后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小為
mg
q
；
（2）撤消勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球水平拋出至第一落地點(diǎn)P，則位移S的大小是
h2+
2hv02
g
；
（3）恢復(fù)原有勻強(qiáng)電場(chǎng)，再在空間加一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球第一落地點(diǎn)仍然是P點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為
2mgv0
q(2v02+gh)
．
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

帶電油滴以水平速度v0垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，并恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若油滴的質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．油滴必帶正電荷，電荷量為
2mg
v0B
B．油滴必帶負(fù)電荷，比荷
q
m
=
g
v0B
C．油滴必帶正電荷，電荷量為
mg
v0B
D．油滴帶什么電荷都可以，只要滿足q=
mg
v0B

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，兩平行金屬板間距為d，電勢(shì)差為U，板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)；金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子，由靜止開(kāi)始從正極板出發(fā)，經(jīng)電場(chǎng)加速后射出，并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．忽略重力的影響，求：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小；
（2）粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度ν的大小；
（3）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，有一質(zhì)量為m，電量為+q的電荷從原點(diǎn)O點(diǎn)沿y軸正方向以初速度v0出發(fā)，電荷重力不計(jì)，現(xiàn)要求電荷能通過(guò)P點(diǎn)（a，-b），|a|＞|b|，速度的大小不變．為了滿足上述要求，需在電荷運(yùn)動(dòng)的空間范圍內(nèi)加上一個(gè)垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，試設(shè)計(jì)三種不同強(qiáng)度和空間區(qū)域的磁場(chǎng)以滿足題中的要求．（說(shuō)明：粒子過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度的方向可以是任意的，但在xoy平面內(nèi)）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示，MN是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，一質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子在紙面內(nèi)從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，若粒子速度為v0，最遠(yuǎn)能落在邊界上的A點(diǎn)．下列說(shuō)法正確的有（　　）
A．若粒子落在A點(diǎn)的左側(cè)，其速度一定小于v0
B．若粒子落在A點(diǎn)的右側(cè)，其速度一定大于v0
C．若粒子從距A點(diǎn)左側(cè)d的位置離開(kāi)，它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定小于
πm
qB
D．若粒子從距A點(diǎn)右側(cè)d的位置離開(kāi)，它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能等于
πm
qB

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在矩形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=5.0×10-2T，矩形區(qū)域長(zhǎng)為
2
3
5
m，寬為0.2m，在AD邊中點(diǎn)O處有一放射源，某時(shí)刻，放射源沿紙面向磁場(chǎng)中各方向均勻地輻射出速率均為v=2×l06m/S的某種帶正電粒子，帶電粒子質(zhì)量m=1.6×10-27kg．電荷量為q=+3.2×l0-19C（不計(jì)粒子重力），求：
（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為多大？
（2）從BC邊界射出的粒子中，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為多少？
（3）若放射源向磁場(chǎng)內(nèi)共輻射出了N個(gè)粒子，求從CD邊界射出的粒子有多少個(gè)？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

帶電量相等的兩粒子分別垂直進(jìn)人同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果它們的圓周運(yùn)功半徑恰好相等，這說(shuō)明它們?cè)趧傔M(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)（　　）
A．速率相等B．質(zhì)量和速率的乘積相等
C．質(zhì)量相等D．動(dòng)能相等

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

在平面直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.1T，方向垂直于xOy平面向里，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一正離子放射源，放射出的正離子的比荷都為
q
m
=1×106C/kg，且速度方向與磁場(chǎng)方向垂直．若各離子間的相互作用和離子的重力都可以忽略不計(jì)．
（1）如圖甲所示，若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁場(chǎng)，∠OAC=30°，AO邊的長(zhǎng)度l=0.3m，正離子從O點(diǎn)沿x軸正方向以某一速度射入，要使離子恰好能從AC邊射出，求離子的速度大小及離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．
（2）如圖乙所示，若第一象限存在一未知位置的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，正離子放射源放射出不同速度的離子，所有正離子入射磁場(chǎng)的方向均沿x軸正方向，且最大速度vm=4.0×104m/s，為保證所有離子離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)候，速度方向都沿y軸正方向，試求磁場(chǎng)的最小面積，并在圖乙中畫(huà)出它的形狀．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q ，在加速器中被加速，設(shè)粒子初速度為零，加速電壓為U ，加速過(guò)程中不考慮重力作用和相對(duì)論效應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是
A．粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨軌道半徑r的增大，盒中相鄰軌道的半徑之差減小
B．粒子從靜止開(kāi)始加速到出口處所需的時(shí)間約為
C．粒子能獲得的最大動(dòng)能跟加速器磁感應(yīng)強(qiáng)度無(wú)關(guān)
D．加速電壓越大粒子能獲得的最大動(dòng)能越大

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同步練習(xí)冊(cè)答案