如圖所示，在xoy平面內(nèi)的y軸左側(cè)有沿y軸負(fù)方向的勻強電場，y軸右側(cè)有垂直紙面向里的勻強磁場，y軸為勻強電場和勻強磁場的理想邊界。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子（不計重力）從x軸上的N點（-L，0）以v0沿x軸正方向射出。已知粒子經(jīng)y軸的M點（0，-L/2）進入磁場，若勻強磁場的磁感應(yīng)強度為.求：

（1）勻強電場的電場強度E的大小；
（2）若粒子離開電場后，y軸左側(cè)的電場立即撤去，通過計算判斷粒子離開磁場后到達(dá)x軸的位置是在N點的左側(cè)還是右側(cè)？
（3）若粒子離開電場后，y軸左側(cè)的電場立即撤去。要使粒子能回到N點，磁感應(yīng)強度應(yīng)改為多少？

（1）（2）粒子到達(dá)N點的右側(cè)；（3）

解析試題分析：（1） 粒子在電場中做類平拋運動，有：
 ①      
 ②    
 ③         
由①②③可：  ④
（2）設(shè)粒子到M點的速度大小為v，方向與x軸正方向成θ角。粒子在磁場中做圓周運動的半徑為R，粒子從y軸上A點離開磁場。

則有：     ⑤
      ⑥        
     ⑦
由幾何關(guān)系知，MA的距離為： ⑧
聯(lián)立②③⑤⑥⑦可得：     ⑨
  ⑩
可知A點的坐標(biāo)為（0，），根據(jù)對稱性在A點的速度方向與y軸負(fù)方向成，粒子離開磁場后做勻速直線運動，粒子到達(dá)x軸上位置。所以粒子到達(dá)N點的右側(cè)。
（3）要使粒子回到N點，粒子須在y軸上的B點離開在磁場。設(shè)新磁場的磁感應(yīng)強度大小為，在磁場中做圓周運動的半徑為r，則有：
     （11）
   （12）
聯(lián)立⑥⑩（11）（12）可解得：  （13）
考點：帶電粒子在電場中的運動及在磁場中的運動。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

一個帶電粒子在磁場力的作用下做勻速圓周運動，要想確定該帶電粒子的比荷，則只需要知道(　　)

A．運動速度v和磁感應(yīng)強度B
B．磁感應(yīng)強度B和運動周期T
C．軌跡半徑R和運動速度v
D．軌跡半徑R和磁感應(yīng)強度B

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示，陰極射線管(A為其陰極)放在蹄形磁鐵的N、S兩極間，射線管的A、B兩極分別接在直流高壓電源的______極和_____極（填：“正”或“負(fù)”）．此時，熒光屏上的電子束運動軌跡________偏轉(zhuǎn)(填“向上”、“向下”或“不”)．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，虛線上方有勻強電場，方向豎直向下，虛線上下方均有磁感應(yīng)強度相同的勻強磁場，方向垂直紙面向外，ab是一根長為L的絕緣細(xì)桿，沿電場線放置在虛線上方的場中，b端在虛線上.將一套在桿上的帶正電的重力忽略不計的小球從a端由靜止釋放后，小球先做加速運動，后做勻速運動到達(dá)b端.已知小球與絕緣桿間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，當(dāng)小球脫離桿進入虛線下方后，運動軌跡是半圓，圓的半徑是L/3，求：

（1）小球從b端脫離時的速度；
（2）帶電小球從a到b運動過程中克服摩擦力所做的功與電場力所做功的比值。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（8分）質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示．離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看作為零)，經(jīng)加速電場(加速電場極板間的距離為d、電勢差為U)加速，然后垂直進入磁感應(yīng)強度為B的有界勻強磁場中做勻速圓周運動，最后到達(dá)記錄它的照相底片P上．設(shè)離子在P上的位置與入口處S1之間的距離為x。

(1)求該離子的荷質(zhì)比．
(2)若離子源產(chǎn)生的是帶電量為q、質(zhì)量為m1和m2的同位素離子(m1>m2)，它們分別到達(dá)照相底片上的P1、P2位置(圖中末畫出)，求P1、P2間的距離△x。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖，靜止于A處的離子，經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，從P點垂直CN進入矩形區(qū)域的有界勻強電場，電場方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場，已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場強為E、方向如圖所示；離子質(zhì)量為m、電荷量為q；、，離子重力不計。

（1）求加速電場的電壓U；
（2）若離子恰好能打在Q點上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強電場場強E0的值；
（3）若撤去矩形區(qū)域QNCD內(nèi)的勻強電場，換為垂直紙面向里的勻強磁場，要求離子能最終打在QN上，求磁場磁感應(yīng)強度B的取值范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系，在其第三象限空間有沿水平方向的、垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B=0．5T，還有沿x軸負(fù)方向的勻強電場，場強大小為E=2N/C。在其第一象限空間有沿y軸負(fù)方向的、場強大小也為E的勻強電場，并在的區(qū)域有磁感應(yīng)強度也為B的垂直于紙面向里的勻強磁場。一個帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點得到一初速度，恰好能沿PO作勻速直線運動（PO與x軸負(fù)方向的夾角為=45°），并從原點O進入第一象限。已知重力加速度g=10m/s2，問：

（1）油滴在第三象限運動時受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的大小之比，并指出油滴帶何種電荷；
（2）油滴在P點得到的初速度大�。�
（3）油滴在第一象限運動的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖甲所示，兩平行金屬板A、B的板長和板間距離均為L（L=0.1m），AB間所加電壓u=200sin100πtV，如圖乙所示。平行金屬板右側(cè)L/2處有一豎直放置的金屬擋板C，高度為13L/12并和A、B間隙正對，C右側(cè)L處有一豎直放置的熒光屏S。從O點沿中心軸線OO/以速度v0=2.0×103m/s連續(xù)射入帶負(fù)電的離子，離子的比荷q/m=3×104 C/kg，（射到金屬板上的離子立即被帶走，不對周圍產(chǎn)生影響，不計離子間的相互作用，離子在A、B兩板間的運動可視為在勻強電場中的運動。）離子打在熒光屏上，可在熒光屏中心附近形成一個陰影。π取3，離子的重力忽略。
（1）求熒光屏中心附近陰影的長度。
（2）為使從A極板右側(cè)邊緣打出的離子能到達(dá)屏的中點O/，可在擋板正上方一圓形區(qū)域加垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B=T（圓心在擋板所在垂線上，圖中未畫出），求所加圓形磁場的面積和離子在磁場區(qū)域運動的時間。（計算結(jié)果全部保留二位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分)如圖（a）所示，垂直于紙面向里的有界勻強磁場，MN是磁場的上邊界，磁場寬度足夠大，磁感應(yīng)強度B0=1×10-4T．現(xiàn)有一比荷為=2×1011C/kg的正離子以某一速度從P點水平向右射入磁場，已知P點到邊界MN的垂直距離d=20cm，不計離子的重力，試求：

（1）若離子以速度v1=3×106m/s水平射入磁場，求該離子從MN邊界射出時的位置到P點的水平距離s；
（2）若要使離子不從MN邊界射出磁場，求離子從P點水平射入的最大速度vm；
（3）若離子射入的速度滿足第（2）問的條件，離子從P點射入時，再在該磁場區(qū)域加一個如圖（b）所示的變化磁場（正方向與B0方向相同，不考慮磁場變化所產(chǎn)生的電場），求該離子從P點射入到第一次回到P點所經(jīng)歷的時間t．

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同步練習(xí)冊答案