兩塊平行金屬板MN、PQ水平放置,兩板間距為d、板長為l,在緊靠平行板右側(cè)的正三角形區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,三角形底邊BCPQ在同一水平線上,頂點(diǎn)AMN在同一水平線上,如圖所示.一個(gè)質(zhì)量為m、電量為+q的粒子沿兩板中心線以初速度v0水平射入,若在兩板間加某一恒定電壓,粒子離開電場后垂直AB邊從D點(diǎn)進(jìn)入磁場,BD=AB,并垂直AC邊射出(不計(jì)粒子的重力).

求:
(1)兩極板間電壓;
(2)三角形區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(3)若兩板間不加電壓,三角形區(qū)域內(nèi)的磁場方向垂直紙面向外.要使粒子進(jìn)入磁場區(qū)域后能從AB邊射出,試求所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值.
(1) (2)、方向垂直紙面向里 (3)

試題分析:⑴垂直AB邊進(jìn)入磁場,由幾何知識得:粒子離開電場時(shí)偏轉(zhuǎn)角為30°  
         

(2)由幾何關(guān)系得:  
在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑
       
 
方向垂直紙面向里
⑶當(dāng)粒子剛好與BC邊相切時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,由幾何知識知粒子的運(yùn)動(dòng)半徑為:
           
     即:磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為
點(diǎn)評:此類問題的思路是帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),分解后進(jìn)行研究,進(jìn)入磁場后洛倫茲力作為向心力,畫出運(yùn)動(dòng)軌跡圖,根據(jù)幾何關(guān)系和臨界關(guān)系找半徑,用列表達(dá)式求解。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖甲所示足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd傾斜放置,兩導(dǎo)軌之間的距離為L=0.5m,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為θ=30°,導(dǎo)軌上端a、c之間連接有一阻值為R1=4Ω的電阻,下端b、d之間接有一阻值為R2=4Ω的小燈泡。有理想邊界的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上,虛線ef為磁場的上邊界,ij為磁場的下邊界,此區(qū)域內(nèi)的感應(yīng)強(qiáng)度B,隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示,現(xiàn)將一質(zhì)量為m=0.2kg的金屬棒MN,從距離磁場上邊界ef的一定距離處,從t=0時(shí)刻開始由靜止釋放,金屬棒MN從開始運(yùn)動(dòng)到經(jīng)過磁場的下邊界ij的過程中,小燈泡的亮度始終不變。金屬棒MN在兩軌道間的電阻r=1Ω,其余部分的電阻忽略不計(jì),ef、ij邊界均垂直于兩導(dǎo)軌。重力加速度g=10m/s2。求:

(1)小燈泡的實(shí)際功率;
(2)金屬棒MN穿出磁場前的最大速率;
(3)整個(gè)過程中小燈泡產(chǎn)生的熱量。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,電場和磁場相互垂直。在電磁場區(qū)域中,有一個(gè)固定在豎直平面內(nèi)的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心,a、bc為圓環(huán)上的三個(gè)點(diǎn),a點(diǎn)為最高點(diǎn),c點(diǎn)為最低點(diǎn), bO沿水平方向。已知小球所受電場力與重力大小相等,F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放,下列判斷正確的是
A.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí),洛倫茲力最大
B.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí),小球受到的支持力一定大于重力
C.小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),重力勢能減小,電勢能增大
D.小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電勢能增大,動(dòng)能先增大后減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

在如圖所示的空間區(qū)域里,軸左方有一勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)方向跟軸正方向成60°,大小為;軸右方有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度=0.20T.有一質(zhì)子以速度=2.0×m/s,由軸上的A點(diǎn)(10cm,0)沿與軸正方向成30°斜向上射入磁場,在磁場中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后射入電場,后又回到磁場,經(jīng)磁場作用后又射入電場.已知質(zhì)子質(zhì)量近似為=1.6×kg,電荷=1.6×C,質(zhì)子重力不計(jì).求:

(1)質(zhì)子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑.
(2)質(zhì)子從開始運(yùn)動(dòng)到第二次到達(dá)y軸所經(jīng)歷的時(shí)間.(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字) 
(3)質(zhì)子第三次到達(dá)y軸的位置坐標(biāo).

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(22分)如圖所示,在真空中的豎直平面內(nèi),用長為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B,A球的電荷量為+4q,B球的電荷量為-3q,組成一帶電系統(tǒng).虛線MN與PQ平行且相距3L,開始時(shí)PQ恰為桿的中垂線.在MN與PQ間加豎直向上的勻強(qiáng)電場,恰能使帶電系統(tǒng)靜止不動(dòng).現(xiàn)使電場強(qiáng)度突然加倍(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間)

求:
(1)B球剛到達(dá)電場邊界PQ時(shí)的速度大小;
(2)判定A球能否到達(dá)電場邊界MN,如能,請求出A球到達(dá)電場邊界MN時(shí)的速度大;如不能,請說明理由。
(3) 帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中,B球電勢能增加量的最大值;
(4)帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到返回原出發(fā)點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以初速度v0從左端A點(diǎn)沿中心虛線射入正交的勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場區(qū)域,電場強(qiáng)度大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。若qv0B>qE,則粒子從C點(diǎn)以速度(未知)射出,側(cè)移量為y,不計(jì)粒子的重力,則下列說法中正確的是

A.軌跡AC是圓的一部分
B.速率
C.粒子通過復(fù)合場區(qū)域所用時(shí)間 
D.粒子經(jīng)復(fù)合場區(qū)域時(shí)加速度的大小,方向時(shí)刻改變

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在x<0且y<0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于xy平面向里.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,在x>0且y<0的區(qū)域內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場. 一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從x軸上的M點(diǎn)沿y軸負(fù)方向垂直射入磁場,結(jié)果帶電粒子從y軸的N點(diǎn)射出磁場而進(jìn)入勻強(qiáng)電場,經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后打到x軸上的P點(diǎn),已知===l。
不計(jì)帶電粒子所受重力,

求:(1)帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)速度的大小;
(2)帶電粒子從射入勻強(qiáng)磁場到射出勻強(qiáng)電場所用的時(shí)間;
(3)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,勻強(qiáng)電場方向水平向右,勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向里。一質(zhì)量為m、帶電量為q的微粒以速度υ與磁場垂直、與電場成θ角射入復(fù)合場中,恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。求電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,負(fù)離子束沿軸正方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,經(jīng)偏轉(zhuǎn)后打在熒光屏上點(diǎn)處,則(   )
A.都指向軸正方向
B.、都指向軸正方向
C.、都指向軸負(fù)方向
D.、都指向軸負(fù)方向

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