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如圖所示,xOy為空間直角坐標系,PQ與y軸正方向成θ=30°角。在第四象限和第一象限的xoQ區(qū)域存在磁感應強度為B的勻強磁場,在poy區(qū)域存在足夠大的勻強電場,電場方向與PQ平行,一個帶電荷量為+q,質量為m的帶電粒子從-y軸上的A(0,-L)點,平行于x軸方向射入勻強磁場,離開磁場時速度方向恰與PQ垂直,粒子在勻強電場中經時間t后再次經過x軸,粒子重力忽略不計。求:(1)從粒子開始進入磁場到剛進入電場的時間t';
(2)勻強電場的電場強度E的大小。
(1)(2)

試題分析:(1)設粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為R,則
由幾何關系得             
                   
聯立得
又有                  
粒子在磁場中運動時間 
由M到做勻速直線運動的時間     
所以粒子從開始進入磁場到剛進入電場的時間 
聯立以上各式得        
(2 )在電場中做類平拋運動
                              
                           

由幾何關系得
                         
                       
聯立得 
30°代入得
                

點評:此類問題要求首先要分析粒子在各個區(qū)域內的運動情況,必要時畫出粒子的運動軌跡圖,了解圖中的幾何關系.利用粒子在電場中偏轉時的速度的合成與分解,解決粒子在電場中運動的相關問題;利用粒子在勻速圓周運動的半徑和周期公式,結合洛倫茲力提供向心力可解答粒子在磁場中運動的相關問題。粒子從磁場邊界以一定的角度射入只有一個邊界的勻強磁場,當再次射出磁場時,速度與邊界的夾角與原來的相等。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一帶電粒子從電場中的A點運動到B點,徑跡如圖中虛線所示,不計粒子所受重力,則  
A.粒子帶正電
B.粒子加速度逐漸減小
C.粒子的速度不斷增加
D.粒子的電勢能逐漸增加

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)如圖所示,在直角坐標系xOy的第Ⅱ象限整個區(qū)域內,存在著沿y軸負方向、場強大小為E的勻強電場,在第Ⅳ象限整個區(qū)域內存在著方向垂直于xOy平面向里、磁感應強度大小為B的勻強磁場。從電場中P(-L,2L)、Q(-L,)兩點連線上各處,沿x軸正方向同時射入許多質量為m、電荷量為q的帶正電粒子,結果所有粒子都從坐標原點O進入磁場。不計粒子的重力及粒子之間的相互作用,求:

(1)粒子從射入到全部通過O點所用的時間t0。
(2)這些粒子從x軸上射出磁場時,所經過區(qū)域的寬度△d。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示的三條相互平行、距離相等的虛線分別表示電場中的三個等勢面,電勢分別為7 V、14 V、21 V,實線是一帶電粒子 (不計重力)在該區(qū)域內的運動軌跡,下列說法正確的是(   )
A.粒子一定帶負電荷
B.粒子在a、b、c三點所受合力不相同
C.粒子運動徑跡一定是a→b→c
D.粒子在三點的電勢能大小為Ekb>Eka>Ekc

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質子、氘核和α粒子都沿平行板電容器兩板中線OO′方向垂直于電場線射入板間的勻強電場,且都能射出電場,射出后都打在同一個熒光屏上,使熒光屏上出現亮點.若微粒打到熒光屏的先后不能分辨,則下列說法中正確的是
(  )
A.若它們射入電場時的速度相等,在熒光屏上將只出現3個亮點
B.若它們射入電場時的動量相等,在熒光屏上將出現2個亮點
C.若它們射入電場時的動能相等,在熒光屏上將只出現1個亮點
D.若它們是由同一個電場從靜止加速后射入偏轉電場的,在熒光屏上將只出現1個亮點

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,xoy平面內存在著沿y軸正方向的勻強電場,一個質量為m、電荷量為+q的粒子從坐標原點O以速度v0沿x軸正方向開始運動。當它經過圖中虛線上的點時,撤去電場,粒子繼續(xù)運動一段時間進入一個矩形勻強磁場區(qū)域(圖中未畫出),后又從虛線上的某一位置N處沿y軸負方向運動并再次經過M點,已知磁場方向垂直xOy平面向里,磁感應強度大小為B,不計粒子的重力。求:
(1)電場強度的大;
(2)N點的坐標;
(3)矩形磁場的最小橫截面積。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在第一象限有一勻強電場,場強大小為E,方向與y軸平行;一質量為m、電荷量為-q(q>0)的粒子以平行于x軸的速度從y軸上P點處射入電場,已知OPL,OQ=2L.不計粒子重力.求:

(1)粒子在第一象限中運動的時間.
(2)粒子離開第一象限時速度方向與x軸的夾角.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在真空室中有兩塊長為L的水平金屬板,板間的距離為d,有一質量為m的小油滴,電荷量為q,自上極板的表面處從左側以一初速度v0進入板間,當它運動到兩極板間區(qū)域的正中央時,給兩極板加電壓U,使小油滴受到向上的電場力開始做勻速直線運動,則                 (   )
A.小油滴進入板間的初速度
B.兩極板所加電壓為
C.小油滴一定從下極板的右側射出
D.小油滴一定會打在下極板距離右側

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一帶電粒子從電場中的A點運動到B點,徑跡如圖中虛線所示,不計粒子所受重力,則下列說法正確的是
A.粒子帶正電B.粒子的速度逐漸減小
C.粒子的加速度逐漸增大D.粒子的電勢能減小

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