(10分)如圖所示,水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E,場(chǎng)區(qū)寬度為L,豎直方向足夠長,緊挨著電場(chǎng)的是垂直于紙面向外的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B和2B。一個(gè)質(zhì)量m,電荷量為q的帶正電粒子,其重力不計(jì),從電場(chǎng)的邊界MN上的a點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng),經(jīng)過時(shí)間穿過中間磁場(chǎng),進(jìn)入右邊磁場(chǎng)后能按某一路徑再返回到電場(chǎng)的邊界MN上的某一點(diǎn)b,途中虛線為場(chǎng)區(qū)的分界面。求:

(1)中間場(chǎng)區(qū)的寬度d;
(2)粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間;
(3)當(dāng)粒子第n次返回電場(chǎng)的MN邊界時(shí)與出發(fā)點(diǎn)之間的距離
(1) ,(2) ,(3)

試題分析:粒子從a點(diǎn)出發(fā),在電場(chǎng)中加速和在兩磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn),回到MN上的b點(diǎn),軌跡如下圖所示。

(1)粒子在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí),有,解得,由得:粒子在中間磁場(chǎng)通過的圓弧所對(duì)的圓心角為
粒子在中間磁場(chǎng)通過的圓弧半徑為,由幾何關(guān)系得,。
(2)粒子在右邊磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),其圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為,則
粒子在電場(chǎng)中加速時(shí),得:。
根據(jù)對(duì)稱性:。
(3)由軌跡圖得:。
 
再由周期性得: 。
練習(xí)冊(cè)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

如圖所示,在XOY直角坐標(biāo)系中,OQ與OP分別與X軸正負(fù)方向成450,在POQ區(qū)域中存在足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,其余區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),一帶電量為+q的質(zhì)量為m粒子在Y軸上A點(diǎn)(0,-L)以平行于X軸速度v0進(jìn)入第四象項(xiàng),在QO邊界垂直進(jìn)入電場(chǎng),后又從PO邊界離開電場(chǎng),不計(jì)粒子的重力.

求(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小?
(2)粒子從PO進(jìn)入磁場(chǎng)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

如圖,半徑為b、圓心為Q (b, 0) 點(diǎn)的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在第一象限內(nèi),虛線x=2b左側(cè)與過圓形區(qū)域最高點(diǎn)P的切線y=b上方所圍區(qū)域有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。其它的地方既無電場(chǎng)又無磁場(chǎng)。一帶電粒子從原點(diǎn)O沿x軸正方向射入磁場(chǎng),經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從P點(diǎn)離開磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng),經(jīng)過一段時(shí)間后,最終打在放置于x=3b的光屏上。已知粒子質(zhì)量為m、電荷量為q (q> 0), 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B, 電場(chǎng)強(qiáng)度大小,粒子重力忽略不計(jì)。求:

(1)粒子從原點(diǎn)O射入的速率v
(2)粒子從原點(diǎn)O射入至到達(dá)光屏所經(jīng)歷的時(shí)間t;
(3)若大量上述粒子以(1) 問中所求的速率,在xOy平 面內(nèi)沿不同方向同時(shí)從原點(diǎn)O射入,射入方向分布 在圖中45°范圍內(nèi),不考慮粒子間的相互作用,求粒子先后到達(dá)光屏的最大時(shí)間差t0
(本題18分,第1小題3分,第2小題5分,第3小題10分)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)如圖所示,直角坐標(biāo)系中,M點(diǎn)的橫坐標(biāo)區(qū)域內(nèi),有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng);N點(diǎn)的橫坐標(biāo)以N為圓心、r為半徑的圓內(nèi)及圓邊界上有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).P為磁場(chǎng)邊界上一點(diǎn).NP與豎直方向的夾角.從M點(diǎn)沿軸正方向發(fā)射一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子,粒子速度大小為,粒子沿過P點(diǎn)的切線方向射出電場(chǎng)。后經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)人磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)且經(jīng)過N點(diǎn),不計(jì)粒子重力,求:

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E;
(2)勾強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;
(3)粒子從M點(diǎn)到第一次經(jīng)過N點(diǎn)所用的時(shí)間t.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在傾角為θ的絕緣斜面上,有相距為L的A、B兩點(diǎn),分別固定著兩個(gè)帶電量均為Q的正點(diǎn)電荷。O為AB連線的中點(diǎn),a、b是AB連線上兩點(diǎn),其中。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以初動(dòng)能從a點(diǎn)出發(fā),沿AB直線向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng),其中小滑塊第一次經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為,第一次到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能恰好為零,已知靜電力常量為。求:

(1)兩個(gè)帶電量均為Q的正點(diǎn)電荷在a點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)大小和方向;
(2)小滑塊由a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中受到的滑動(dòng)摩擦力大;
(3)aO兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分)中心均開有小孔的金屬板C、D與半徑為d的圓形單匝金屬線圈連接,圓形框內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),大小隨時(shí)間變化的關(guān)系為B=kt(k未知且k>0),E、F為磁場(chǎng)邊界,且與C、D板平行。D板右方分布磁場(chǎng)大小均為B0,方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。區(qū)域Ⅰ的磁場(chǎng)寬度為d,區(qū)域Ⅱ的磁場(chǎng)寬度足夠。在C板小孔附近有質(zhì)量為m、電量為q的負(fù)離子由靜止開始加速后,經(jīng)D板小孔垂直進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ,不計(jì)離子重力。

(1)判斷圓形線框內(nèi)的磁場(chǎng)方向;
(2)若離子從C板出發(fā),運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又恰能回到C板出發(fā)點(diǎn),求離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間;
(3)若改變圓形框內(nèi)的磁感強(qiáng)度變化率k,離子可從距D板小孔為2d的點(diǎn)穿過E邊界離開磁場(chǎng),求圓形框內(nèi)磁感強(qiáng)度的變化率k是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(15分)如圖所示,一束質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從O點(diǎn)由靜止開始經(jīng)過勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后,均從邊界AN的中點(diǎn)P垂直于AN和磁場(chǎng)方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的寬度為d=R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)由一個(gè)長為2R、寬為R的矩形區(qū)域組成,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,粒子間的相互作用和重力均不計(jì)。

(1)若加速電場(chǎng)加速電壓為9U,求粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間;
(2)若加速電場(chǎng)加速電壓為U,求粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)如圖所示,相距為d的平行金屬板M、N間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bo的勻強(qiáng)磁場(chǎng);在xoy直角坐標(biāo)平面內(nèi),第一象限有沿y軸負(fù)方向場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),第四象限有垂直坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電量為q的正離子(不計(jì)重力)以初速度Vo沿平行于金屬板方向射入兩板間并做勻速直線運(yùn)動(dòng)。從P點(diǎn)垂直y軸進(jìn)入第一象限,經(jīng)過x軸上的A點(diǎn)射出電場(chǎng),進(jìn)入磁場(chǎng)。已知離子過A點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸成45o角。求:

(1)金屬板M、N間的電壓U;
(2)離子運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度V的大小和由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所需時(shí)間t;
(3)離子第一次離開第四象限磁場(chǎng)區(qū)域的位置C(圖中未畫出)與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離OC。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在空間某一區(qū)域中既存在勻強(qiáng)電場(chǎng),又存在勻強(qiáng)磁場(chǎng).有一帶電粒子,以某一速度射入到該區(qū)域中(不計(jì)帶電粒子受到的重力),則該帶電粒子在區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)情況可能是(   )
A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
C.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)D.做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

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同步練習(xí)冊(cè)答案