(18分)如圖所示,在直角坐標(biāo)系的二、三象限內(nèi)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E;在一、四象限內(nèi)以x=L的直線為理想邊界的左右兩側(cè)存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2, y軸為磁場(chǎng)和電場(chǎng)的理想邊界。在x軸上x(chóng)=L的A點(diǎn)有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子以速度v沿與x軸負(fù)方向成45o的夾角垂直于磁場(chǎng)方向射出。粒子到達(dá)y軸時(shí)速度方向與y軸剛好垂直。若帶點(diǎn)粒子經(jīng)歷在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)后剛好能夠返回A點(diǎn)(不計(jì)粒子的重力)。

(1)判斷磁場(chǎng)B1、B2的方向;
(2)計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的大;
(3)求粒子從A點(diǎn)出發(fā)到第一次返回A點(diǎn)所用的時(shí)間。
(1)見(jiàn)答案  (2)    (3)

試題分析:(1)根據(jù)題意畫(huà)出帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)示意圖,可知:磁場(chǎng)B1的方向垂直紙面向里,磁場(chǎng)B2的方向垂直紙面向外。          (4分)

(2)帶電粒子在磁場(chǎng)B1、B2中的運(yùn)動(dòng)半徑分別為R1、R2,則
          ①(1分)
           ②(1分)
聯(lián)立①②兩式解得 ③(1分)
       ④(1分)
   ⑤(1分)
聯(lián)立②④⑤解得               ⑥(1分)
(3)粒子在磁場(chǎng)B1中的運(yùn)動(dòng)周期            ⑦(1分)
粒子在磁場(chǎng)B1中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間   ⑧(1分)
粒子在磁場(chǎng)B2中的運(yùn)動(dòng)周期           ⑨(1分)
粒子在磁場(chǎng)B2中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間    ⑩(1分)
粒子在電中的運(yùn)動(dòng)的加速度              (11)(1分)
粒子在電場(chǎng)中勻減速運(yùn)動(dòng)和勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,則
                        (12)(1分)
粒子從A點(diǎn)出發(fā)到第一次返回A點(diǎn)所用的時(shí)間為
          (13)(2分)
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,在某空間建立一坐標(biāo)xoy,其間充滿著x正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度B=2.5T。今有一帶負(fù)電微粒質(zhì)量 kg,電量q=-5×10-7  C。在該空間恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。求:

(1)試分析該題中重力可否忽略不計(jì)(需通過(guò)計(jì)算說(shuō)明)。
(2)該微粒運(yùn)動(dòng)的速度。
(3)若該微粒飛經(jīng)y軸的某點(diǎn)M時(shí),突然將磁場(chǎng)撤去而只保留電場(chǎng),則微粒將再次經(jīng)過(guò)y軸的N點(diǎn),則微粒從M到N運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多長(zhǎng),M、N兩點(diǎn)間的距離為多大?(圖中M、N在坐標(biāo)上未標(biāo)出)

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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xOy平面直角坐標(biāo)系中,直線MN與y軸成30o角,P點(diǎn)的坐標(biāo)為(,0),在y軸與直線MN之間的區(qū)域內(nèi),存在垂直于xOy平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在直角坐標(biāo)系xOy的第Ⅳ象限區(qū)域內(nèi)存在沿y軸,正方向、大小為的勻強(qiáng)電場(chǎng),在x=3a處垂直于x軸放置一平面熒光屏,與x軸交點(diǎn)為Q,電子束以相同的速度v0從y軸上0y2a的區(qū)間垂直于y軸和磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)。已知從y=2a點(diǎn)射入的電子在磁場(chǎng)中軌跡恰好經(jīng)過(guò)O點(diǎn),忽略電子間的相互作用,不計(jì)電子的重力。求:
(1)電子的比荷;
(2)電子離開(kāi)磁場(chǎng)垂直y軸進(jìn)入電場(chǎng)的位置的范圍;
(3)從y軸哪個(gè)位置進(jìn)入電場(chǎng)的電子打到熒光屏上距Q點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)?最遠(yuǎn)距離為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(16分)如圖所示,平行板電容器上板M帶正電,兩板間電壓恒為U,極板長(zhǎng)為(1+)d,板間距離為2d,在兩板間有一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)邊界與兩板及右側(cè)邊緣線相切,P點(diǎn)是磁場(chǎng)邊界與下板N的切點(diǎn),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,現(xiàn)有一帶電微粒從板的左側(cè)進(jìn)入磁場(chǎng),若微粒從兩板的正中間以大小為v0水平速度進(jìn)入板間電場(chǎng),恰做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)圓形磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在P點(diǎn)。

(1)判斷微粒的帶電性質(zhì)并求其電荷量與質(zhì)量的比值;
(2)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(3)若帶電微粒從M板左側(cè)邊緣沿正對(duì)磁場(chǎng)圓心的方向射入板間電場(chǎng),要使微粒不與兩板相碰并從極板左側(cè)射出,求微粒入射速度的大小范圍。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(8分).水平放置的兩塊平行金屬板長(zhǎng)L=5.0cm,兩板間距d=1.0cm,兩板間電壓為90v,且上板為正,一個(gè)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(chǎng)時(shí)沿垂直于板方向偏移的距離是多少?
(2)電子飛出電場(chǎng)時(shí)的垂直于板方向的速度是多少?
(3)電子離開(kāi)電場(chǎng)后,打在屏上的P點(diǎn),若S=10cm,求OP的長(zhǎng)?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示,已知一離子在電場(chǎng)力和洛侖茲力的作用下,從靜止開(kāi)始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零,C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn),忽略重力,以下說(shuō)法正確的是(  )
A.這離子帶負(fù)電荷
B.A點(diǎn)和B點(diǎn)位于同一高度
C.離子在C點(diǎn)時(shí)速度最大
D.離子到達(dá)B點(diǎn)時(shí),將沿原曲線返回A點(diǎn)

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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,水平地面上方有一絕緣彈性豎直薄檔板,板高h(yuǎn)="3" m,與板等高處有一水平放置的小籃筐,筐口的中心距擋板s="1" m。整個(gè)空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,而勻強(qiáng)電場(chǎng)未在圖中畫(huà)出;質(zhì)量m=1×10-3kg、電量q=﹣1×10-3C的帶電小球(視為質(zhì)點(diǎn)),自擋板下端的左側(cè)以某一水平速度v0開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若小球與檔板相碰后以原速率彈回,且碰撞時(shí)間不計(jì),碰撞時(shí)電量不變,小球最后都能從筐口的中心處落入筐中。(g取10m/s2,可能會(huì)用到三角函數(shù)值sin37°=0.6,cos37°=0.8)。試求:

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向;
(2)小球運(yùn)動(dòng)的可能最大速率;
(3)小球運(yùn)動(dòng)的可能最長(zhǎng)時(shí)間。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷的物塊在水平電場(chǎng)E=kt(t為時(shí)間,k為大于零的常數(shù))的作用下被壓在絕緣的豎直墻面上.若電場(chǎng)空間和墻面均足夠大,從t=0時(shí)刻開(kāi)始,物塊所受的摩擦力的大小Ff隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖是(  )

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖,在虛線所圍的矩形區(qū)域內(nèi),同時(shí)存在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知從左方水平射入的電子,穿過(guò)該區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn),重力可忽略不計(jì),則在這個(gè)區(qū)域中的E和B的方向不可能的是
A.E和B都沿水平方向,并與電子運(yùn)動(dòng)方向相同
B.E和B都沿水平方向,并與電子運(yùn)動(dòng)方向相反
C.E豎直向上,B垂直于紙面向外
D.E豎直向上,B垂直于紙面向里

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