(10分) 一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v從O點(diǎn)沿y軸正方向射入一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域后,從b處穿過(guò)x軸,速度方向與x軸正方向的夾角為30°,同時(shí)進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為E、方向沿與x軸負(fù)方向成60°角斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,通過(guò)了b點(diǎn)正下方的c點(diǎn),如圖所示,粒子的重力不計(jì),試求:

(1)圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積;
(2)c點(diǎn)到b點(diǎn)的距離。
(1)(2)

試題分析:


       (5分)
粒子在x軸下方作類平拋運(yùn)動(dòng),垂直電場(chǎng)方向作勻速運(yùn)動(dòng),沿電場(chǎng)方向作勻加速運(yùn)動(dòng)
位移與初速方向夾角為60°


    (5分)
點(diǎn)評(píng):本題難度較大,能夠判斷粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)軌跡的兩個(gè)端點(diǎn)連線是磁場(chǎng)區(qū)域的最小直徑是本題的關(guān)鍵,也是粒子運(yùn)動(dòng)的臨界條件,判斷粒子在各場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)類型是本題的突破口
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

如圖所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為電場(chǎng)和磁場(chǎng)的理想邊界,一束電子(電量為e,質(zhì)量為m,重力不計(jì))由靜止?fàn)顟B(tài)從P點(diǎn)經(jīng)過(guò)Ⅰ、Ⅱ間的電場(chǎng)加速后垂直到達(dá)邊界Ⅱ的Q點(diǎn)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場(chǎng)邊界寬度為d,電子從磁場(chǎng)邊界Ⅲ穿出時(shí)的速度方向與電子原來(lái)的入射方向夾角為30°。求:

(1)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t;
(2)若改變PQ間的電勢(shì)差,使電子剛好不能從邊界Ⅲ射出,則此時(shí)PQ間的電勢(shì)差U是多少? 

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,ABCD是足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌,其間距為l,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,AC端連有電阻值為R的電阻。若將一質(zhì)量M,垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距BDs處由靜止釋放,在EF棒滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段。今用大小為F、方向沿斜面向上的恒力把EF棒從BD位置由靜止推至距BDs處,突然撤去恒力F,棒EF先向上運(yùn)動(dòng),最后又回到BD端。(金屬棒、導(dǎo)軌的電阻均不計(jì))求:

(1)EF棒下滑過(guò)程中的最大速度;
(2)請(qǐng)描述EF棒自撤去外力F又回到BD端整個(gè)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情況,并計(jì)算有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能?

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科目:高中物理 來(lái)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(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直。在電磁場(chǎng)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、b、c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(chǎng)力與重力大小相等。現(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(shì)能減小,電勢(shì)能增大
D.小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電勢(shì)能增大,動(dòng)能先增大后減小

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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).

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科目:高中物理 來(lái)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(chǎng),場(chǎng)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(chǎng),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(chǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后射入電場(chǎng),后又回到磁場(chǎng),經(jīng)磁場(chǎng)作用后又射入電場(chǎng).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(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑.
(2)質(zhì)子從開(kāi)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(lái)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(zhǎng)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(kāi)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(chǎng),恰能使帶電系統(tǒng)靜止不動(dòng).現(xiàn)使電場(chǎng)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(chǎng)邊界PQ時(shí)的速度大。
(2)判定A球能否到達(dá)電場(chǎng)邊界MN,如能,請(qǐng)求出A球到達(dá)電場(chǎng)邊界MN時(shí)的速度大小;如不能,請(qǐng)說(shuō)明理由。
(3) 帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,B球電勢(shì)能增加量的最大值;
(4)帶電系統(tǒng)從開(kāi)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(lái)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(chǎng),磁場(chǎng)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(chǎng). 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(chǎng),結(jié)果帶電粒子從y軸的N點(diǎn)射出磁場(chǎng)而進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),經(jīng)電場(chǎng)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(chǎng)時(shí)速度的大;
(2)帶電粒子從射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)到射出勻強(qiáng)電場(chǎng)所用的時(shí)間;
(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小.

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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。

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