如圖所示，坐標系xoy在豎直平面內(nèi)，y軸的正方向豎直向上，y軸的右側(cè)廣大空間存在水平向左的勻強電場E1=2N/C，y軸的左側(cè)廣大空間存在勻強電場，磁場方向垂直紙面向外，B=1T，電場方向豎直向上，E2=2N/C。t=0時刻，一個帶正電的質(zhì)點在O點以v=2m/s的初速度沿著與x軸負方向成450角射入y軸的左側(cè)空間，質(zhì)點的電量為q=106C，質(zhì)量為m=2×10-7kg，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）質(zhì)點從O點射入后第一次通過y軸的位置；
（2）質(zhì)點從O點射入到第二次通過y軸所需時間；
（3）質(zhì)點從O點射入后第四次通過y軸的位置。

（1）  （2）   （3）

解析試題分析：⑴質(zhì)點從o點進入左側(cè)空間后，
∵，
電場力與重力平衡，質(zhì)點做勻速圓周運動，洛侖茲力充當向心力              （1分）         
， （2分）
質(zhì)點第一次通過y軸的位置
           （1分）
⑵質(zhì)點的1/4個勻速圓周運動的時間

              （1分）
當質(zhì)點到達右側(cè)空間時，，（2分） 
且質(zhì)點做有往返的勻變速直線運動，
往返時間                   （1分）
質(zhì)點從剛射入左側(cè)空間到第二次通過y軸所需的時間  （1分）
⑶質(zhì)點從右側(cè)空間返回左側(cè)空間時速率仍是，做勻速圓周運動，軌跡在y軸上截距為                   （1分）
如圖，質(zhì)點再次進入右側(cè)空間時，
，，水平方向做勻減速運動                    （1分）
，，豎直方向做勻加速運動                   （1分）
當質(zhì)點返回y軸時，往返時間：                     （1分）
豎直方向下落距離：                         （2分）
質(zhì)點進入左側(cè)空間后第四次通過y軸的位置： （1分）
考點：本題考查物體的平衡條件，帶電粒子在勻強磁場中的運動。

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

如圖甲所示，長直導(dǎo)線與閉合線框位于同一平面內(nèi)，長直導(dǎo)線中的電流i隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示．在時間內(nèi)，長直導(dǎo)線中電流向上，則線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是(　　)

A．時間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向為順時針方向
B．時間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向為先順時針方向后逆時針方向
C．時間內(nèi)線框受安培力的合力向左
D．時間內(nèi)線框受安培力的合力向右，時間內(nèi)線框受安培力的合力向左

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

將氫原子中電子的運動看作繞氫核做勻速圓周運動，這時在研究電子運動的磁效應(yīng)時，可將電子的運動等效為一個環(huán)形電流，環(huán)的半徑等于電子的軌道半徑r.現(xiàn)對一氫原子加上一外磁場，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直電子的軌道平面.這時電子運動的等效電流用I1來表示.現(xiàn)將外磁場反向，但磁場的磁感應(yīng)強度大小不變，仍為B，這時電子運動的等效電流用I2來表示.假設(shè)在加上外磁場以及外磁場反向時，氫核的位置，電子運動的軌道平面以及軌道半徑都不變，求外磁場反向前后電子運動的等效電流的差即|I1-I2|等于多少?用m和e表示電子的質(zhì)量和電量.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，在xOy平面內(nèi)存在均勻、大小隨時間周期性變化的磁場和電場，變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示（規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強度的正方向、沿y軸正方向電場強度為正）。在t=0時刻由原點O發(fā)射初速度大小為vo，方向沿y軸正方向的帶負電粒子。
已知v0、t0、B0，粒子的比荷為，不計粒子的重力。求：

（1） t= t0時，求粒子的位置坐標；
（2）若t=5t0時粒子回到原點，求0～5to時間內(nèi)粒子距x軸的最大距離；
（3）若粒子能夠回到原點，求滿足條件的所有E0值。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖，靜止于A處的離子，經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，從P點垂直CN進入矩形區(qū)域的有界勻強電場，電場方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場，已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場強為E、方向如圖所示；離子質(zhì)量為m、電荷量為q；、，離子重力不計。

（1）求加速電場的電壓U；
（2）若離子恰好能打在Q點上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強電場場強E0的值；
（3）若撤去矩形區(qū)域QNCD內(nèi)的勻強電場，換為垂直紙面向里的勻強磁場，要求離子能最終打在QN上，求磁場磁感應(yīng)強度B的取值范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，在xOy平面的第一、四象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，第四象限內(nèi)存在方向沿-y方向、電場強度為E的勻強電場。從y軸上坐標為a的一點向磁場區(qū)發(fā)射速度大小不等的帶正電同種粒子，速度方向范圍是與+y方向成30°～150°，且在xOy平面內(nèi)。結(jié)果所有粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上，然后進入第四象限的勻強電場區(qū)。已知帶電粒子電量為q，質(zhì)量為m，粒子的重力及粒子間相互作用不計。求：

（1）垂直y軸方向射入磁場粒子運動的速度大小v1；
（2）求粒子在第Ⅰ象限的磁場中運動的最長時間與最短時間差。；
（3）從x軸上x=（-1）a點射人第四象限的粒子穿過電磁場后經(jīng)過y軸上y=-b的點，求該粒子經(jīng)過y=-b點的速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，是一種電子擴束裝置的原理示意圖。直角坐標系原點O處有一電子發(fā)射裝置，可以不斷朝xOy平面內(nèi)x≥0區(qū)域任意方向發(fā)射電子，電子的速率均為v0，已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m。在0≤x≤d的區(qū)域內(nèi)分布著沿x軸負方向的勻強電場，場強大小，在x>d區(qū)域內(nèi)分布著足夠大且垂直于xOy平面向外的勻強磁場，勻強磁場的磁感應(yīng)強度。ab為一塊很大的平面感光板，在磁場內(nèi)平行于y軸放置，電子打到板上后會在板上形成一條亮線。不計電子的重力和電子之間的相互作用。求：

（1）電子進入磁場時速度v的大��；
（2）當感光板沿x軸方向移到某一位置時恰好沒有電子打到板上，求板ab到y(tǒng)軸的距離x1；
（3）保持（2）中感光板位置不動，要使所有電子恰好都能打到感光板上時磁感應(yīng)強度B′的大小以及電子打到板上形成亮線的長度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖，在第二象限的圓形區(qū)域I存在勻強磁場，區(qū)域半徑為R，磁感應(yīng)強度為B，且垂直于Oxy平面向里;在第一象限的區(qū)域II和區(qū)域III內(nèi)分別存在勻強磁場，磁場寬度相等，磁感應(yīng)強度大小分別為B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面。質(zhì)量為m、帶電荷量q（q＞0）的粒子a于某時刻從圓形區(qū)域I最高點Q（Q和圓心A連線與y軸平行）進入?yún)^(qū)域I，其速度v＝ 。已知a在離開圓形區(qū)域I后，從某點P進入?yún)^(qū)域II。該粒子a離開區(qū)域II時，速度方向與x軸正方向的夾角為30°；此時，另一質(zhì)量和電荷量均與a相同的粒子b從P點進入?yún)^(qū)域II，其速度沿x軸正向，大小是粒子a的。不計重力和兩粒子之間的相互作用力。求：
（1）區(qū)域II的寬度；
（2）當a離開區(qū)域III時，a、b兩粒子的y坐標之差.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）有一種質(zhì)譜儀的工作原理圖如圖所示。靜電分析器是四分之一圓弧的管腔，內(nèi)有沿圓弧半徑方向指向圓心O1的電場，且與圓心O1等距各點的電場強度大小相等。磁分析器中以O(shè)2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計），經(jīng)加速電場加速后，從M點沿垂直于該點的電場方向進入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧做勻速圓周運動，并從N點射出靜電分析器。而后離子由P點射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點射出，并進入收集器。已知加速電場的電壓為U，磁分析器中磁場的磁感應(yīng)強度大小為B。

（1）請判斷磁分析器中磁場的方向；
（2）求靜電分析器中離子運動軌跡處電場強度E的大��；
（3）求磁分析器中Q點與圓心O2的距離d。

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