(12分)如圖所示,在第一象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向與y軸平行;在x軸下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向與紙面垂直.一質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的粒子,某時(shí)刻以平行于x軸的速度從y軸上的P點(diǎn)處射入電場(chǎng),在x軸上的Q點(diǎn)處進(jìn)入磁場(chǎng),并從坐標(biāo)原點(diǎn)O離開(kāi)磁場(chǎng),粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與y軸交于M點(diǎn).已知OP=l,,不計(jì)重力,求:

(1)M點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離;
(2)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)所用的時(shí)間.
(1) 6l (2)

試題分析:(1)帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由于OMQ三點(diǎn)均在運(yùn)動(dòng)軌跡上,且∠MOQ=90°,故QM為直徑,帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示;(3分)

粒子以速度v進(jìn)入磁場(chǎng),方向與x軸正向夾角為θ,由“平拋運(yùn)動(dòng)末速度反向延長(zhǎng)線與水平位移的交點(diǎn)為水平位移的中點(diǎn)”這一規(guī)律可知θ=30°(2分),故∠OQM=60°,OM=OQtan60°=6l.(1分)
(2)設(shè)帶電粒子從P點(diǎn)到Q點(diǎn)所需時(shí)間為t1,從Q點(diǎn)到M點(diǎn)所需時(shí)間為t2,則:
       ①
     ②
聯(lián)立①②兩式,有(2分)
        ③(1分)
       ④
      ⑤
聯(lián)立③④⑤三式,有(2分)
(1分)
點(diǎn)評(píng):難度較大,對(duì)于粒子在交替復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),把整個(gè)過(guò)程分為電場(chǎng)和磁場(chǎng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立分析,交界處的位置和速度方向、大小是關(guān)鍵
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:計(jì)算題

(16分)如圖甲所示,兩水平放置的平行金屬板A、B的板長(zhǎng),板間距離d=0.10m,在金屬板右側(cè)有一范圍足夠大,方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10-2T,其左邊界為y軸.在t=0時(shí)刻,兩金屬板間加如圖乙所示的正弦交變電壓.現(xiàn)從t=0開(kāi)始,位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右以1000個(gè)/秒的數(shù)量連續(xù)均勻發(fā)射帶正電的粒子,粒子均以的初速度沿x軸進(jìn)入電場(chǎng),經(jīng)電場(chǎng)后部分粒子射入磁場(chǎng).已知帶電粒子的比荷,粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),極板間的電壓可以看作不變,不計(jì)粒子重力,不考慮極板邊緣及粒子間相互影響.試求:

(1)t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子,經(jīng)邊界y軸射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)時(shí)兩點(diǎn)間的距離;
(2)每秒鐘有多少個(gè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng);
(3)何時(shí)刻由粒子源進(jìn)入的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng),求最長(zhǎng)時(shí)間tm(π≈3).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一帶電小球M在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng),勻強(qiáng)電場(chǎng)豎直向上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平且垂直紙面向里,如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.小球一定帶負(fù)電
B.由于洛倫茲力不做功,故小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒
C.由于合外力做功等于零,故小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能不變
D.沿垂直紙面方向向里看,小球的繞行方向既可以是順時(shí)針也可以是逆時(shí)針?lè)较?/td>

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示是粒子速度選擇器的原理圖, 如果粒子的重力不計(jì),所具有的速率
v=E/B,那么有(    )
A.帶正電粒子必須沿ab方向從左側(cè)進(jìn)入場(chǎng)區(qū),才能沿直線通過(guò) 
B.帶負(fù)電粒子必須沿ba方向從右側(cè)進(jìn)入場(chǎng)區(qū),才能沿直線通過(guò)
C.不論粒子電性如何,沿ab方向從左側(cè)進(jìn)入場(chǎng)區(qū),都能沿直線通過(guò)
D.不論粒子電性如何,沿ba方向從右側(cè)進(jìn)入場(chǎng)區(qū),都能沿直線通過(guò)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi),第二、三象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第一、四象限內(nèi)存在半徑為L的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于坐標(biāo)平面向外。一個(gè)比荷()為K的帶正電的粒子從第三象限中的Q(-2L,-L)點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向射出,恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入磁場(chǎng),從P(2L,0)點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子重力,求:

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E
(2)從P點(diǎn)射出時(shí)速度的大小
(3)粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

在xoy 平面第Ⅰ、Ⅱ象限中,存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E=,在第Ⅲ、Ⅳ象限中,存在垂直于xoy平面方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 =" 2" B1 =" 2" B ,帶電粒子a、b先后從第Ⅰ、Ⅱ象限的P、Q兩點(diǎn)(圖中沒(méi)有標(biāo)出)由靜止釋放,結(jié)果兩粒子同時(shí)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1、B2中,再經(jīng)過(guò)時(shí)間t第一次經(jīng)過(guò)y軸時(shí)恰在點(diǎn)M(0,-)處發(fā)生正碰(即碰前兩粒子速度方向相反),碰撞前帶電粒子b的速度方向與y 軸正方向成60°角,不計(jì)粒子重力和兩粒子間相互作用。求:

(1)兩帶電粒子的比荷及在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;
(2)帶電粒子釋放的位置P、Q兩點(diǎn)坐標(biāo)及釋放的時(shí)間差。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

霍爾效應(yīng)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體材料的測(cè)試和研究中,例如應(yīng)用霍爾效應(yīng)測(cè)試半導(dǎo)體是電子型還是空穴型,研究半導(dǎo)體內(nèi)載流子濃度的變化等。在霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,如圖所示,寬為cm,長(zhǎng)為4cm,厚為cm的導(dǎo)體,沿方向通有3A的電流,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直向里穿過(guò)平面時(shí),產(chǎn)生了V的霍爾電壓,(已知導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)的自由電荷是電子),則下列說(shuō)法正確的是
A.在導(dǎo)體的前表面聚集自由電子,電子定向移動(dòng)的速率
B.在導(dǎo)體的上表面聚集自由電子,電子定向移動(dòng)的速率
C.在其它條件不變的情況下,增大的長(zhǎng)度,可增大霍爾電壓
D.每立方米的自由電子數(shù)為個(gè)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在如下勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi),帶正電的粒子(不計(jì)重力)不可能沿x軸正方向做直線運(yùn)動(dòng)的是(       )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,在一條電場(chǎng)線上有A、B兩點(diǎn),若從A點(diǎn)由靜止釋放一電子,假設(shè)電子僅受電場(chǎng)力作用,電子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度-時(shí)間圖像如圖乙所示,則(    )

A. 電子在A、B兩點(diǎn)受的電場(chǎng)力  
B.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C.A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)
D.電子在A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案