（18分）如圖所示，在平面內(nèi)的第一象限內(nèi)存在沿軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第四象限存在有界的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，有一質(zhì)量為，電量為的電子以的速度從軸的點(diǎn)（0，cm）沿軸正方向射入第一象限，偏轉(zhuǎn)后從軸的點(diǎn)射入第四象限，方向與軸成角，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)后又回到點(diǎn)，方向與軸也成角;不計(jì)電子重力.求：

（1）OQ之間的距離及電子通過(guò)Q點(diǎn)的速度大小.

（2）若在第四象限內(nèi)的磁場(chǎng)的邊界為直線邊界，即在虛線的下方有磁場(chǎng)，如圖中所示,求的坐標(biāo).

（3）若在第四象限內(nèi)的磁場(chǎng)為圓形邊界的磁場(chǎng)，圓形邊界的磁場(chǎng)的圓心坐標(biāo)的范圍.

 

【答案】

（1），(2) (3)，

【解析】

試題分析:（1）電子在電場(chǎng)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，從P到Q過(guò)程中， ①

 ②      ③       ④

解得：  ⑤

（2）電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故有：  ⑥

由幾何關(guān)系可知，電子回到Q點(diǎn)有：  ⑦

解得：     ⑧

（3）由于在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)后又回到Q點(diǎn)，方向與X軸也成角．其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖：

由幾何關(guān)系可知，圓形磁場(chǎng)的圓心在Q點(diǎn)的正下方，即：

圓形磁場(chǎng)應(yīng)與電子軌跡有公共弦，同時(shí)只要磁場(chǎng)半徑大于即可，故磁場(chǎng)圓心y軸的最小坐標(biāo)為：

圓形磁場(chǎng)在第四象限，磁場(chǎng)半徑應(yīng)小于5cm，由幾何關(guān)系可知，磁場(chǎng)圓心y軸的最大坐標(biāo)為：

即圓形磁場(chǎng)的圓心的坐標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足：，

考點(diǎn)：本題考查了帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(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(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，xOy平面內(nèi)的圓O′與y軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O，在該圓形區(qū)域內(nèi)，可以有與y軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于圓面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若只加勻強(qiáng)電場(chǎng)或只加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶正電的小球從原點(diǎn)O以一定的初速度沿x軸進(jìn)入圓形區(qū)域，小球恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若電場(chǎng)和磁場(chǎng)都撤去，其它條件不變，該帶電小球穿過(guò)圓形區(qū)域的時(shí)間恰好為做勻速直線運(yùn)動(dòng)穿過(guò)圓形區(qū)域時(shí)間的一半．若電場(chǎng)和磁場(chǎng)都存在，其它條件不變，那么，該帶電小球穿過(guò)圓形區(qū)域的時(shí)間是電場(chǎng)和磁場(chǎng)都撤去時(shí)穿過(guò)圓形區(qū)域時(shí)間的（　�。�
A、2倍
B、
1
2
倍
C、arctan2倍
D、arctan
1
2
倍

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2008?杭州一模）如圖所示，xoy平面內(nèi)的邊長(zhǎng)為a的正方形左邊中點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O重合．在該正方形區(qū)域內(nèi)，有與y軸平行向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)帶電的粒子（不計(jì)重力）從原點(diǎn)o沿x軸進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)場(chǎng)區(qū)的時(shí)間為T(mén)．
（1）若撤去磁場(chǎng)，只保留電場(chǎng)，其他條件不變，該帶電粒子穿過(guò)場(chǎng)區(qū)的時(shí)間為
T
2
，求電場(chǎng)強(qiáng)度與帶電粒子的比荷
q
m
的關(guān)系式．
（2）若撤去電場(chǎng)，只保留磁場(chǎng)，其他條件不變，求該帶電粒子穿過(guò)場(chǎng)區(qū)的時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，在平面內(nèi)的第一象限中有沿方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第二、第三和第四象限中有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于坐標(biāo)平面向里，有一個(gè)質(zhì)量為、電荷量為的電子，從軸的點(diǎn)以初速度垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng).接著電子從軸上點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后恰從點(diǎn)以垂直于軸方向射出磁場(chǎng).若,不計(jì)電子的重力.求：?

（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大��；?

（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，在平面內(nèi)的第III象限中有沿—y方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E。只第I和第II象限有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于坐標(biāo)平面向里，有一質(zhì)量為m，電荷量為e的電子，從y軸的P點(diǎn)以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，P點(diǎn)坐標(biāo)為，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，與x軸負(fù)半軸成一定角度進(jìn)入磁場(chǎng)，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為。求：

   （1）電子經(jīng)過(guò)x軸負(fù)半軸的坐標(biāo)和此時(shí)速度方向與—x軸方向的夾角；

   （2）電子再次經(jīng)過(guò)y軸負(fù)半軸的坐標(biāo)。

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