(12分)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)存在著方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,其中圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)、半徑為R的圓形區(qū)域Ⅰ內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里,第一象限和第四象限的圓形區(qū)域外(區(qū)域Ⅱ)的磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向外,MN為與x軸垂直且與y軸相距2.5R的一條直線,現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子,經(jīng)過加速電壓為U的加速電場(chǎng)加速后,從坐標(biāo)為(-R,0)的A點(diǎn)沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ,并從橫坐標(biāo)為0.5R處的P點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ.已知粒子第一次經(jīng)過直線MN和第二次經(jīng)過直線MN時(shí)的速度方向恰好相反,不計(jì)粒子重力,求:

(1)粒子進(jìn)入圓形區(qū)域Ⅰ時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度v的大;       
(2)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ中磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的大;
(3)粒子從A點(diǎn)開始到第二次經(jīng)過直線MN的過程中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t.

(1);(2);;(3)

解析試題分析:軌跡如圖:

(1) (1分)
 (1分)
(2)由圖可知:
(1分)
 (1分)
  得   (1分)
    (1分)
同理可得 (1分)
(3)由  得     (1分)
  (1分)
 (1分)
(2分)
考點(diǎn):帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

湯姆孫測(cè)定電子比荷的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。從陰極K發(fā)出的電子束經(jīng)加速后,以相同速度沿水平中軸線射入極板D1、D2區(qū)域,射出后打在光屏上形成光點(diǎn)。在極板D1、D2區(qū)域內(nèi),若不加電場(chǎng)和磁場(chǎng),電子將打在P1點(diǎn);若只加偏轉(zhuǎn)電壓U,電子將打在P2點(diǎn);若同時(shí)加上偏轉(zhuǎn)電壓U和一個(gè)方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出),電子又將打在P1點(diǎn)。已知極板長(zhǎng)度為L(zhǎng),極板間距為d。忽略電子的重力及電子間的相互作用。
 
(1)求電子射人極板D1、D2區(qū)域時(shí)的速度大小;
(2)打在P2點(diǎn)的電子,相當(dāng)于從D1、D2中軸線的中點(diǎn)O’射出,如圖乙中的O’ P2所示,已知試推導(dǎo)出電子比荷的表達(dá)式;
(3)若兩極板間只加題中所述的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電子在極板間的軌跡為一段圓弧,射出后打在P3點(diǎn)。測(cè)得圓弧半徑為2L、P3與P1間距也為2L,求圖乙中P1與P2點(diǎn)的間距a。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(9分)如圖所示,導(dǎo)體桿質(zhì)量為,電阻為,放在與水平面夾角為的傾斜金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌間距為,電阻不計(jì),系統(tǒng)處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為,電源的內(nèi)阻不計(jì),重力加速度為。求:

(1)若導(dǎo)體光滑時(shí),電源的電動(dòng)勢(shì)為多大能使導(dǎo)體桿靜止在導(dǎo)軌上;
(2)若導(dǎo)體桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,且不通電時(shí)導(dǎo)體桿不能靜止在導(dǎo)軌上,要使桿在導(dǎo)軌上勻速下滑,電源的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為多大。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,在xoy坐標(biāo)系第一象限內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)區(qū)域上邊界剛好與直線y=a重合,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一個(gè)帶正電的離子在坐標(biāo)為(a,0)的A點(diǎn)以某一速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與x軸正向夾角為30°,離子質(zhì)量為m,帶電量為q。不計(jì)離子重力。

(1)若離子離開磁場(chǎng)時(shí)位置坐標(biāo)為(a,a )的C點(diǎn),求離子運(yùn)動(dòng)的速度大?
(2)當(dāng)離子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度滿足什么條件時(shí)可使離子在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)?并求出最長(zhǎng)時(shí)間是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,在直角坐標(biāo)系的第一、二象限內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),第三象限有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng);第四象限無電場(chǎng)和磁場(chǎng),F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v0從y軸上的M點(diǎn)沿x軸負(fù)方向進(jìn)入電場(chǎng),不計(jì)粒子的重力,粒子經(jīng)x軸上的N點(diǎn)和P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn),設(shè)OM=L,ON=2L.求:

(1)帶電粒子的電性,電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;
(2)帶電粒子到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的速度大小和方向;
(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向;
(4)粒子從M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng),經(jīng)N、P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn)所用的時(shí)間。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(15分)如圖所示,在足夠大的空間范圍內(nèi),同時(shí)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。足夠長(zhǎng)的斜面固定在水平面上,斜面傾角為。有一帶電的小球P靜止于斜面頂端A處,且恰好對(duì)斜面無壓力。若將小球P以初速度水平向右拋出(P視為質(zhì)點(diǎn)),一段時(shí)間后,小球落在斜面上的C點(diǎn)。已知小球的運(yùn)動(dòng)軌跡在同一豎直平而內(nèi),重力加速度為g,求: 

(1)小球P落到斜面時(shí)速度方向與斜面的夾角及由A到C所需的時(shí)間t;
(2)小球P拋出到落回斜面的位移x的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(10分) 如下圖所示,質(zhì)量為m=1kg,電荷量為q=5×10-2 C的帶正電的小滑塊,從半徑為R=0.4m的光滑絕緣圓孤軌道上由靜止自A端滑下.整個(gè)裝置處在方向互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.已知E=100 V/m,水平向右;B=1T,方向垂直紙面向里.求:

(1)滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度;
(2)在C點(diǎn)時(shí)滑塊對(duì)軌道的壓力.(g=10 m/s2)

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(14分)如圖所示,在一寬度D="16" cm的區(qū)域內(nèi),同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B和勻強(qiáng)電場(chǎng)E,電場(chǎng)的方向豎直向上,磁場(chǎng)的方向垂直向外。一束帶電粒子以速度同時(shí)垂直電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向射入時(shí),恰不改變運(yùn)動(dòng)方向。若粒子射入時(shí)只有電場(chǎng),可測(cè)得粒子穿過電場(chǎng)時(shí)沿豎直方向向上偏移6.4 cm;若粒子射人時(shí)只有磁場(chǎng),則粒子束離開磁場(chǎng)時(shí)偏離原方向的距離是多少?不計(jì)粒子的重力。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(10分)如圖所示,直線MN上方為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)以v的速度從點(diǎn)O與MN成30°角的方向射入磁場(chǎng)中,求:

(1)電子從磁場(chǎng)中射出時(shí)距O點(diǎn)多遠(yuǎn);
(2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少.

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