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如圖所示,在平面直角坐標系xoy內,第I象限的等腰直角三角形MNP區(qū)域內存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場,y<0的區(qū)域內存在著沿y軸正方向的勻強電場。一質量為m、電荷量為q的帶電粒子從電場中Q(-2h,-h(huán))點以速度υ0水平向右射出,經坐標原點O處射入第I象限,最后以垂直于PN的方向射出磁場。已知MN平行于x軸, N點的坐標為(2h,2h),不計粒子的重力,求:

(1)電場強度的大小E;
(2)磁感應強度的大小B;
(3)粒子磁場中運動的時間t.
(1)   (2)   (3)  

試題分析:(1)粒子在電場中做類平拋運動,由平拋運動規(guī)律及牛頓運動定律得
垂直電場線方向:  
沿電場線方向:  
由牛頓第二定律得:  
解得:  
(2)粒子到達O點時,沿+y方向的分速度
  
速度與x正方向的夾角a滿足
  
粒子從MP的中點垂直于MP進入磁場,垂直于NP射出磁場,
粒子在進場中的速度 
由幾何關系知軌道半徑    

      
(3)粒子在磁場中的運動時間
可得 
可得  
點評:帶電粒子在組合場中的運動要注意分析過程,并結合各過程中涉及到的運動規(guī)律采用合理的物理規(guī)律求解。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在同一條豎直線上,有電荷量均為Q的A、B兩個正點電荷,GH是它們連線的垂直平分線。另有一個帶電小球C,質量為m、電荷量為+q(可視為點電荷),被長為L的絕緣輕細線懸掛于O點,現(xiàn)在把小球C拉起到M點,使細線水平且與 A、B處于同一豎直面內,由靜止開始釋放,小球C向下運動到GH線上的N點時剛好速度為零,此時細線與豎直方向的夾角θ= 30º。試求:

(1)在A、B所形成的電場中,M、N兩點間的電勢差,并指出M、N哪一點的電勢高。
(2)若N點與A、B兩個點電荷所在位置正好形成一個邊長為a的正三角形,則小球運動到N點瞬間,輕細線對小球的拉力FT(靜電力常量為k)。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質量為m、帶電量為+q的三個相同的帶電小球A、B、C,從同一高度以初速度v0水平拋出,B球處于豎直向下的勻強磁場中,C球處于垂直紙面向里的勻強電場中,它們落地的時間分別為tA、tB、tC,落地時的速度大小分別為vA、vB、vC,則以下判斷正確的是:

A.tA=tB=tC                  B.tA=tC>tB
C.vB>vA=vC                 D.vA<vB<vC

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示為“濾速器”裝置示意圖,a、b為水平放置的平行金屬板,其電容為C,板間距離為d,平行板內存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B、a、b板帶上電量,可在平行板內產生勻強電場,且電場方向和磁場方向互相垂直.一帶電粒子以速度經小孔進入正交電磁場可沿直線運動,由射出,粒子所受重力不計,則a板所帶電量情況是

A.帶正電,其電量為
B.帶負電,其電量為
C.帶正電,其電量為C
D.帶負電,其電量為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在y>0的空間中存在著沿y軸正方的勻強電場;在y<0的空間中存在垂直xoy平面向里的勻強磁場。一個帶負電的粒子(質量為m,電荷量為q,不計重力),從y軸上的p(0,b)點以平行x軸的初速度射入電場,經過x軸上的N(2b,0)點。求:

(1)粒子經過N點時的速度大小和方向。
(2)已知粒子進入磁場后恰好通過坐標原點,求磁感應強度B和粒子從p到O運動的時間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在相互垂直的勻強電場和勻強磁場中,電荷量為+q的液滴在豎直面內做以速率為v、半徑為R的勻速圓周運動,已知電場強度為E,磁感應強度為B,則油滴的質量 (    )
A.B.
C.D.B

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)如圖所示,寬度為L=1m的某一區(qū)域存在相互垂直的勻強電場E和勻強磁場B,其大小E=2×108N/C,B=1T。一帶正電的粒子以基本一初速度由M點垂直電場和磁場進入,沿直線從N點離開;若只撤去磁場,則粒子從P與水平成450角射出。

(1)求粒子的比荷
(2)若只撤去電場,則粒子以與水平方向成多少度角穿出

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,勻強電場區(qū)域和勻強磁場區(qū)域是緊鄰的,且寬度相等均為 d ,電場方向在紙平面內豎直向下,而磁場方向垂直紙面向里.一帶正電粒子從 O 點以速度 v0沿垂直電場方向進入電場,在電場力的作用下發(fā)生偏轉,從 A 點離開電場進入磁場,離開電場時帶電粒子在電場方向的位移為電場寬度的一半,當粒子從C點穿出磁場時速度方向與進入電場O點時的速度方一致,(帶電粒子重力不計)求
(l)粒子從 C 點穿出磁場時的速度v;
(2)電場強度 E 和磁感應強度 B 的比值 E / B ;
(3)粒子在電、磁場中運動的總時間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,相距為d的兩帶電平行板間同時存在磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場,一質量為m,帶電量為q的小球由下板邊緣沿水平方向射入該區(qū)域,帶電小球恰能在兩板間做勻速圓周運動,則   (     )

A.小球一定帶負電      
B.小球一定帶正電
C.兩板間電壓為   
D.小球在兩板間的運動時間為               

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