如圖在第一象限存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),第四象限存在正交電場(chǎng)和磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B,一個(gè)電子從y軸上的c點(diǎn)平行x軸射入磁場(chǎng),經(jīng)x軸的P點(diǎn)沿PC直線射出第四象限,已知AC的長(zhǎng)度為L(zhǎng);∠CAP=30°;電子質(zhì)量為m,電量為q。求:

(1)電子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度v;
(2)電子在第一象限運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
(3)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向;
(4)電子在第四象限運(yùn)動(dòng)時(shí)間.

(1)(2)(3),30°(4)

解析試題分析:分析如圖

(1)設(shè)電子在第一象限做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,由幾何知識(shí)得∠ACP=30° OC=2OP
又OP=R ,OC=L-R;(2分)所以L-R=2R;R=L(2分)
由qvB=得v= (2分)
(2) 由幾何知識(shí)得,電子在第一象限做圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的圓心角α=120°=π(2分)
電子在第一象限運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1 (2分)
(3)由qE=qvB得E=vB= (2分)
由二力平衡知,電場(chǎng)強(qiáng)度的方向在紙面內(nèi)斜向下與x軸成30°(2分)
(4)電子在第四象限運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
考點(diǎn):考查了帶電粒子在電磁場(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:單選題

如右圖所示為一種自動(dòng)跳閘的閘刀開關(guān),O是轉(zhuǎn)動(dòng)軸,A是絕緣手柄,C是閘刀卡口,M、N接電源線,閘刀處于垂直紙面向里、B=1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,CO間距離為10 cm,當(dāng)磁場(chǎng)力為 0.2 N時(shí),閘刀開關(guān)會(huì)自動(dòng)跳開.則要使閘刀開關(guān)能跳開,CO中通過的電流的大小和方向?yàn)?  )

A.電流方向CO B.電流方向OC
C.電流大小為1 A D.電流大小為0.5 A

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

一個(gè)帶電微粒在如圖所示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).則該帶電微粒必然帶_______,旋轉(zhuǎn)方向?yàn)開______.若已知圓半徑為r,電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則線速度為_______.
 

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,圓心為原點(diǎn)、半徑為的圓將平面分為兩個(gè)區(qū)域,即圓內(nèi)區(qū)域Ⅰ和圓外區(qū)域Ⅱ。區(qū)域Ⅰ內(nèi)有方向垂直于平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。平行于x軸的熒光屏垂直于平面,放置在直線的位置。一束質(zhì)量為、電荷量為q、速度為的帶正電粒子從坐標(biāo)為(,0)的A點(diǎn)沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ,粒子全部垂直打在熒光屏上坐標(biāo)為(0,-2R)的點(diǎn)。若區(qū)域Ⅱ中加上平行于x軸的勻強(qiáng)電場(chǎng),從A點(diǎn)沿x軸正方向以速度2射入?yún)^(qū)域Ⅰ的粒子垂直打在熒光屏上的N點(diǎn)。不考慮重力作用,求:

(1)在區(qū)域Ⅰ中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。
(2)在區(qū)域Ⅱ中電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多大?MN兩點(diǎn)間距離是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(15分)如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球以水平初速度v0從離地高為h的地方做平拋運(yùn)動(dòng),落地點(diǎn)為N,不計(jì)空氣阻力,求:

(1)若在空間加一個(gè)豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),使小球沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),則場(chǎng)強(qiáng)E為多大?
(2)若在空間再加上一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),小球的落地點(diǎn)仍為N,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B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,垂直紙面的兩平行金屬板M、N之間加有電壓,M板上O1處有一粒子源,可不斷產(chǎn)生初速度為零的帶正電粒子,粒子電荷量為q,質(zhì)量為m,N板右側(cè)是一半徑為R的接地金屬圓筒,圓筒垂直于紙面且可繞中心軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。O2為N板上正對(duì)O1的小孔,O3、O4為圓筒某一直徑兩端的小孔,開始時(shí)O1、O2、O3、O4在同一水平線上。在圓簡(jiǎn)上方垂直紙面放置一熒光屏,熒光屏與直線O1O2平行,圓筒轉(zhuǎn)軸到熒光屏的距離OP=3R。不計(jì)粒子重力及粒子間相互作用。

(1)若圓筒靜止且圓筒內(nèi)不加磁場(chǎng),粒子通過圓筒的時(shí)間為t,求金屬板MN上所加電壓U
(2)若圓筒內(nèi)加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,圓筒繞中心軸以某一角速度逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),調(diào)節(jié)MN間的電壓使粒子持續(xù)不斷地以不同速度從小孔O2射出電場(chǎng),經(jīng)足夠長(zhǎng)的時(shí)間,有的粒子打到圓筒上被吸收,有的通過圓筒打到熒光屏上產(chǎn)生亮斑。如果在熒光屏PQ范圍內(nèi)的任意位置均會(huì)出現(xiàn)亮斑,。求粒子到達(dá)熒光屏?xí)r的速度大小的范圍
(3)在第(2)問情境中,若要使進(jìn)入圓筒的粒子均能從圓筒射出來,求圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度

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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;
(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

(18分)如圖所示,圓心為原點(diǎn)、半徑為R的圓將xOy平面分為兩個(gè)區(qū)域,即圓內(nèi)區(qū)域Ⅰ和圓外區(qū)域Ⅱ。區(qū)域Ⅰ內(nèi)有方向垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1。平行于x軸的熒光屏垂直于xOy平面,放置在坐標(biāo)y=-2.2R的位置。一束質(zhì)量為m、電荷量為q、動(dòng)能為E0的帶正電粒子從坐標(biāo)為(-R,0)的A點(diǎn)沿x正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ,當(dāng)區(qū)域Ⅱ內(nèi)無磁場(chǎng)時(shí),粒子全部打在熒光屏上坐標(biāo)為(0,-2.2R)的M點(diǎn),且此時(shí),若將熒光屏沿y軸負(fù)方向平移,粒子打在熒光屏上的位置不變。若在區(qū)域Ⅱ內(nèi)加上方向垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2,上述粒子仍從A點(diǎn)沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ,則粒子全部打在熒光屏上坐標(biāo)為(0.4R,-2.2R)的 N點(diǎn)。求:

(1)打在M點(diǎn)和N點(diǎn)的粒子運(yùn)動(dòng)速度v1、v2的大小。
(2)在區(qū)域Ⅰ和Ⅱ中磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的大小和方向。
(3)若將區(qū)域Ⅱ中的磁場(chǎng)撤去,換成平行于x軸的勻強(qiáng)電場(chǎng),仍從A點(diǎn)沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ的粒子恰好也打在熒光屏上的N點(diǎn),則電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)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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同步練習(xí)冊(cè)答案