如圖所示,在y>0的空間中存在勻強電場,場強沿y軸負(fù)方向;在y<0的空間中,存在勻強磁場,磁場方向垂直xOy平面向外.一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運動粒子,經(jīng)過y軸上y=b處的點P1時速率為v0,方向沿x軸正方向;然后,經(jīng)過x軸上x=2b處的P2點進(jìn)入磁場,并經(jīng)過y軸上y=-2b處的P3點,不計粒子重力.求:

(1)電場強度的大;
(2)粒子到達(dá)P2時速度的大小和方向;
(3)磁感應(yīng)強度的大。

(1)(2)(3)

解析試題分析:(1)粒子在電場、磁場運動的軌跡如圖所示,設(shè)粒子從的時間為t,電場強度大小為E,粒子在電場中的加速度為a,由牛頓第二定律及運動學(xué)公式有,,解得

(2)粒子到達(dá)時速度沿x方向的分量仍為  以表示速度沿y軸方向分量的大小,v表示速度的大小,表示速度和x軸的夾角,則有 , 。。  
(3)設(shè)磁場的磁感應(yīng)強度為B,在洛侖茲力作用下粒子作勻速圓周運動,由牛頓第二定律有
r是圓周的半徑,此圓周與x軸和y軸的交點分別為,因為,,由幾何關(guān)系可知,連線為圓軌道的直徑,由上此可求得,
考點:本題主要考查了帶電粒子在混合場中運動的問題,

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:單選題

某人在豎直方向運動的電梯里稱體重,發(fā)現(xiàn)體重計的示數(shù)比自己正常的體重減少了10%.已知重力加速度g=10m/s2,則以下判斷正確的是

A.電梯以1m/s2的加速度加速下降 
B.電梯以9m/s2的加速度減速下降 
C.電梯以1m/s2的加速度減速上升 
D.電梯以9m/s2的加速度加速上升 

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

關(guān)于超重和失重,下列說法中正確的是

A.處于超重狀態(tài)的物體,其加速度方向可能向下
B.處于失重狀態(tài)的物體一定是在向下加速運動
C.繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星內(nèi)的物體處于完全失重狀態(tài)
D.物體超重時,所受重力增加了;物體失重時,所受重力減小了

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖甲所示,電阻不計且間距L=lm的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,上端接一阻值R=2Ω的電阻,虛線OO′下方有垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場,現(xiàn)將質(zhì)量m="0.l" kg、電阻不計的金屬桿ab從OO′上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸且始終水平。已知桿ab進(jìn)入磁場時的速度v0 =1m/s,下落0.3 m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示,g取10 m/s2,則

A.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為1T
B.a(chǎn)b桿下落0.3 m時金屬桿的速度為1 m/s
C.a(chǎn)b桿下落0.3 m的過程中R上產(chǎn)生的熱量為0.2 J
D.a(chǎn)b桿下落0.3 m的過程中通過R的電荷量為0.25 C

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,MN是紙面內(nèi)的一條直線,其所在空間充滿與紙面平行的勻強電場或與紙面垂直的勻強磁場(場區(qū)都足夠大),現(xiàn)有一重力不計的帶電粒子從MN上的O點以水平初速度v0射入場區(qū),下列有關(guān)判斷正確的是(     )

A.如果粒子回到MN上時速度增大,則該空間存在的一定是電場
B.如果粒子回到MN上時速度大小不變,則該空間只存在磁場
C.若只改變粒子的速度大小,發(fā)現(xiàn)粒子再回到MN上時與其所成夾角不變,則該空間存在的一定是磁場
D.若只改變粒子的速度大小,發(fā)現(xiàn)粒子再回到MN所用的時間不變,則該空間存在的一定是磁場

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(8分).水平放置的兩塊平行金屬板長L=5.0cm,兩板間距d=1.0cm,兩板間電壓為90v,且上板為正,一個電子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s,從兩板中間射入,如圖,求:(電子質(zhì)量m=9.01×10-31kg)

(1)電子飛出電場時沿垂直于板方向偏移的距離是多少?
(2)電子飛出電場時的垂直于板方向的速度是多少?
(3)電子離開電場后,打在屏上的P點,若S=10cm,求OP的長?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,在豎直平面內(nèi)建立xOy直角坐標(biāo)系,Oy表示豎直向上的方向。已知該平面內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的區(qū)域足夠大的勻強電場,現(xiàn)有一個帶電量為2.5×10-4C,質(zhì)量為0.5kg 的小球從坐標(biāo)原點O沿y軸正方向以一定的初速度豎直向上拋出,它到達(dá)的最高點位置為圖中的Q點,不計空氣阻力,g取10 m/s2。試分析求解:

(1) 小球帶何種電荷;
(2) 該勻強電場的電場強度大;
(3) 小球從O點拋出到落回x軸的過程中電勢能的改變量;
(4) 小球落回x軸時的動能。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)如圖所示,在第一、二象限存在場強均為E的勻強電場,其中第一象限的勻強電場的方向沿x軸正方向,第二象限的電場方向沿x軸負(fù)方向。在第三、四象限矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強磁場,矩形區(qū)域的AB邊與x軸重合。M點是第一象限中無限靠近y軸的一點,在M點有一質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子,以初速度v0沿y軸負(fù)方向開始運動,恰好從N點進(jìn)入磁場,若OM=2ON,不計質(zhì)子的重力,試求:

(1)N點橫坐標(biāo)d;
(2)若質(zhì)子經(jīng)過磁場最后能無限靠近M點,則矩形區(qū)域的最小面積是多少;
(3)在(2)的前提下,該質(zhì)子由M點出發(fā)返回到無限靠近M點所需的時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分) 如圖所示,有界勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=2×10-3 T;磁場右邊是寬度L=0.2 m、場強E=40 V/m、方向向左的勻強電場.一帶電粒子電荷量q=-3.2×10-19 C,質(zhì)量m=6.4×10-27 kg,以v=4×104 m/s的速度沿OO′垂直射入磁場,在磁場中偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入右側(cè)的電場,最后從電場右邊界射出.(不計重力)求:

(1)大致畫出帶電粒子的運動軌跡;
(2)帶電粒子在磁場中運動的軌道半徑;
(3)帶電粒子飛出電場時的動能Ek.

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