在如圖所示的空間區(qū)域里，軸左方有一勻強電場，場強方向跟軸正方向成60°，大小為；軸右方有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度=0.20T．有一質(zhì)子以速度=2.0×m/s，由軸上的A點（10cm，0）沿與軸正方向成30°斜向上射入磁場，在磁場中運動一段時間后射入電場，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．求：

（1）質(zhì)子在磁場中做圓周運動的半徑．
（2）質(zhì)子從開始運動到第二次到達y軸所經(jīng)歷的時間．（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）　
（3）質(zhì)子第三次到達y軸的位置坐標．
（1）0.10m（2）（3）（0，34.6cm）

試題分析：（1）質(zhì)子在磁場中受洛倫茲力做勻速圓周運動，
根據(jù)得：質(zhì)子做勻速圓周運動的半徑為
（2）由于質(zhì)子的初速度方向與x軸正方向夾角為30°，且半徑恰好等于OA，因此，質(zhì)子將在磁場中做半個圓周到達y軸上的C點，如圖所示．

質(zhì)子做圓周運動周期為，
質(zhì)子從出發(fā)運動到第一次到達y軸的時間
，
質(zhì)子進入電場時的速度方向與電場的方向相同，在電場中先做勻減速直線運動，速度減為零后反向做勻加速直線運動，設(shè)質(zhì)子在電場中運動的時間，根據(jù)牛頓第二定律，得．
因此，質(zhì)子從開始運動到第二次到達y軸的時間t為．
（3）質(zhì)子再次進入磁場時，速度的方向與電場的方向相同，在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，到達y軸的D點．
根據(jù)幾何關(guān)系，可以得出C點到D點的距離為；
則質(zhì)子第二次到達y軸的位置為
．
即質(zhì)子第三次到達y軸的坐標為（0，34.6cm）．
點評：分析帶電粒子在磁場中運動，首先要畫出粒子運動軌跡圖，然后根據(jù)洛倫茲力做向心力可求半徑，還可以根據(jù)幾何關(guān)系求半徑，找到粒子做圓周運動的圓心角可求出運動時間。如果還存在電場，粒子在電場中一般做勻變速直線運動或類平拋運動，類平拋運動要把運動分解后研究。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，兩平行金屬板AB中間有互相垂直的勻強電場和勻強磁場。A板帶正電荷，B板帶等量負電荷，板間電場強度為E；磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度為B1。平行金屬板右側(cè)有一擋板M，中間有小孔O′，OO′是平行于兩金屬板的中心線。擋板右側(cè)有垂直紙面向外的勻強磁場，磁場應(yīng)強度為B2。CD為磁場B2邊界上的一絕緣板，它與M板的夾角θ=45°，O′C=a，現(xiàn)有大量質(zhì)量均為m，含有不同電荷量、不同速度的正、負帶電粒子（不計重力），自O(shè)點沿OO′方向進入電磁場區(qū)域，其中有些粒子沿直線OO′方向運動，并進入勻強磁場B2中，求：

（1）進入勻強磁場B2的帶電粒子的速度
（2）能擊中絕緣板CD的粒子中，所帶電荷量的最大值
（3）絕緣板CD上被帶電粒子擊中區(qū)域的長度

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，圓柱桶的一個橫截面在xOy平面內(nèi)，與x軸相切于坐標原點O，圓心為，半徑為，在與y軸成=角的直徑兩端開有小孔和�，F(xiàn)在桶內(nèi)加勻強磁場，磁感應(yīng)強度為，方向平行于軸線向外，該裝置就是一個離子速度選擇器。離子束以某一入射角從孔射入，取值不同，就有不同速率的離子從孔射出。x軸下方存在方向沿x軸正向的勻強電場，其右邊界上放置一個與y軸平行、間距為的擋板，板上開有小孔（與、、共線），緊靠孔處安放一離子探測器。當離子源S以入射角對準孔發(fā)射某種正離子，電場場強大小為時，探測器檢測到有離子射入。不計離子重力和離子間的作用，打在桶壁和擋板上的離子不再反彈。試求：

（1）射入探測器上的離子的比荷（電荷量與質(zhì)量之比）；
（2）射入探測器上的離子在磁場和電場中運動的時間之比。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（13分）在如圖所示的平面直角坐標系中，存在一個半徑R＝0.2 m的圓形勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度B＝1.0 T，方向垂直紙面向外，該磁場區(qū)域的右邊緣與y坐標軸相切于原點O點．y軸右側(cè)存在電場強度大小為E＝1.0×104 N/C的勻強電場，方向沿y軸正方向，電場區(qū)域?qū)挾?i>l＝0.1 m．現(xiàn)從坐標為?(－0.2 m，－0.2 m?)的P點發(fā)射出質(zhì)量m＝2.0×10－9 kg、帶電荷量q＝5.0×10－5 C的帶正電粒子，沿y軸正方向射入勻強磁場，速度大小v0＝5.0×103 m/s.（粒子重力不計）．

(1)求該帶電粒子射出電場時的位置坐標；
(2)為了使該帶電粒子能從坐標為(?0.1 m，－0.05 m?)的點回到電場，可在緊鄰電場的右側(cè)一正方形區(qū)域內(nèi)加勻強磁場，試求所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小和正方形區(qū)域的最小面積．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(10分) 一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v從O點沿y軸正方向射入一個磁感應(yīng)強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，粒子飛出磁場區(qū)域后，從b處穿過x軸，速度方向與x軸正方向的夾角為30°，同時進入場強為E、方向沿與x軸負方向成60°角斜向下的勻強電場中，通過了b點正下方的c點，如圖所示，粒子的重力不計，試求：

（1）圓形勻強磁場區(qū)域的最小面積；
（2）c點到b點的距離。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，Oxyz為空間直角坐標系，其中Oy軸正方向豎直向上。在整個空間中存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B�，F(xiàn)有一質(zhì)量為、電荷量為q（q＞0）的帶電小球從坐標原點O以速度v0沿Ox軸正方向射出，重力加速度為g，空氣阻力可忽略不計。

（1）若在整個空間加一勻強電場，小球從坐標原點O射出恰好做勻速圓周運動，求所加電場的場強大小，以及小球做勻速圓周運動第一次通過z軸的z坐標；
（2）若改變第（1）問中所加電場的大小和方向，小球從坐標原點O射出恰好沿Ox軸做勻速直線運動，求此時所加勻強電場的場強大��；
（3）若保持第（2）問所加的勻強電場不變而撤去原有的磁場，小球從坐標原點O以速度v0沿Ox軸正方向射出后，將通過A點，已知A點的x軸坐標數(shù)值為xA，求小球經(jīng)過A點時電場力做功的功率。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

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磁場，三角形底邊BC與PQ在同一水平線上，頂點A與MN在同一水平線上，如圖所示．一個質(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點進入磁場，BD=AB，并垂直AC邊射出(不計粒子的重力)．

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)強度最小值．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（13分）如圖所示，一帶電微粒質(zhì)量為m=2.0×10-11kg、電荷量q=+1.0×10-5C（重力不計），從靜止開始經(jīng)電壓為U1=100V的電場加速后，水平進入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場中，微粒射出電場時的偏轉(zhuǎn)角θ=30º，并接著進入一個方向垂直紙面向里、寬度為D=34.6cm的勻強磁場區(qū)域。已知偏轉(zhuǎn)電場中金屬板長L=20cm，兩板間距d=17.3cm。（注意：計算中 取1.73）
求：
⑴帶電微粒進入偏轉(zhuǎn)電場時的速率v1；
⑵偏轉(zhuǎn)電場中兩金屬板間的電壓U2；
⑶為使帶電微粒在磁場中的運動時間最長，B的取值滿足怎樣的條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，虛線框內(nèi)空間中同時存在著勻強電場和勻強磁場，勻強電場的電場線豎直向上，電場強度E=6×104伏/米，勻強磁場的磁感線未在圖中畫出．一帶正電的粒子按圖示方向垂直進入虛線框空間中，速度v=2×105米/秒．如要求帶電粒子在虛線框空間做勻速直線運動，磁場中磁感線的方向是           ，磁感應(yīng)強度大小為        特。(粒子所受重力忽略不計)

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