如圖所示的直角坐標系中，在，的區(qū)域有一對平行金屬板M和N，其中N板位于軸上，M、N板加有如圖所示電壓，平行金屬板右側(cè)存在沿y軸負向與平行金屬板等寬度的勻強電場，場強大小為E，在的區(qū)域存在垂直紙面的矩形有界磁場，其下邊界和左邊界分別與、軸重合。時刻一質(zhì)量為，電量為的帶電微粒沿著平金屬板的軸線以初速度向右開始運動，恰從M板右邊緣的P點沿軸正向進入平行金屬板右側(cè)電場，經(jīng)過一段時間后以的速度經(jīng)Q點進入磁場，Q點為與y軸的交點，再經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)帶電微粒恰好從坐標原點沿軸負向返回電場，不計帶電微粒的重力。求：

（1）平行金屬板M、N間的距離及右側(cè)電場的寬度；

（2）平行金屬板上所加電壓滿足的條件；

（3）矩形磁場區(qū)域的最小面積。

解：（1）因帶電微粒在P點速度沿軸正向，則帶電微粒在Q點的與水平速度為，設(shè)速度方向夾角為，有： （1分）

在Q點的豎直方向分速度為 （1分）

從P點到Q點，帶電微粒做類平拋運動：　

（2分）

（2分）

（2）平行金屬板間粒子的運動軌跡如圖，粒子在電場中運動側(cè)向總位移滿足：

（2分）　 又　 其中（） （2分）

由上面兩式可解得：　 （）（2分）

（3）如圖，設(shè)最小的矩形磁場的高為，寬為，

畫出帶電粒子的運動軌跡，則由幾何知識可知：

故；。（2分）

可得矩形磁場的最小面積為：（2分）

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

某同學在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出0、1、2、3、4、5、6共7個測量點．其相鄰點間的距離如圖所示，每兩個相鄰的測量點之間的時間間隔為0.10s，試完成下面問題．

（1）根據(jù)打點計時器打出的紙帶，我們可以直接得到的物理量是
A
A
．
A．時間間隔       B．加速度       C．瞬時速度       D．平均速度
（2）根據(jù)紙帶上各個測量點間的距離，某同學已將1、2、3、5點對應的時刻的瞬時速度進行計算并填入表中，請你將4點對應的時刻的瞬時速度填入表中．（要求保留3位有效數(shù)字）
瞬時速度/m?s-1 v1 v2 v3 v4 v5
數(shù)值 0.165 0.214 0.263 0.363
（3）在如圖所示的直角坐標系中畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線．
（4）由圖象求出小車的加速度a=
0.495
0.495
m/s2．（要求保留3位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示的直角坐標系中，在y≥0的區(qū)域有一垂直于xoy平面的勻強磁場，在第四象限內(nèi)有一平行于x軸方向的勻強電場．現(xiàn)使一個質(zhì)量為m，電荷為+q的帶電粒子，從坐標原點O以速度v0沿著y軸力向射入勻強磁場，帶電粒子從P（x，0）點射出磁場又從Q（0，-y）點射出勻強電場，射出電場時粒子速度跟y軸夾角120°．（不計粒子重力）求：
（1）帶電粒子從O點射入磁場，到達P（x，0）點經(jīng)歷的時間
（2）勻強電場的場強和勻強磁場磁感應強度大小的比值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示的直角坐標系xOy中，x＜0，y＞0的區(qū)域內(nèi)有沿x軸正方向的勻強電場，x≥0的區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy坐標平面向外的勻強磁場，x軸上P點坐標為（-L，0），y軸上M點的坐標為（0，
2
3
3
L）．有一個帶正電的粒子從P點以初速度v沿y軸正方向射入勻強電場區(qū)域，經(jīng)過M點進入勻強磁場區(qū)域，然后經(jīng)x軸上的C點（圖中未畫出）運動到坐標原點O．不計重力．求：
（1）粒子在M點的速度v′；
（2）C點與O點的距離xc；
（3）勻強電場的電場強度E與勻強磁場的磁感應強度B的比值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示的直角坐標系中，第Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強磁場，在x=-2L與y軸之間第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)存在大小相等，方向相反的勻強電場，場強方向如圖所示．在A（-2L，L）到C（-2L，0）的連線上連續(xù)分布著電量為+q、質(zhì)量為m的粒子．從t=0時刻起，這些帶電粒子依次以相同的速度ν沿x軸正方向射出．從A點射入的粒子剛好沿如圖所示的運動軌跡從y軸上的A′（0，-L）沿x軸正方向穿過y軸．不計粒子的重力及它們間的相互作用，不考慮粒子間的碰撞．
（1）求電場強度E的大小
（2）在AC間還有哪些位置的粒子，通過電場后也能沿x軸正方向穿過y軸
（3）若從A點射入的粒子，恰能垂直返回x=-2L的線上，求勻強磁場的磁感應強度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)空間中有一勻強電場，在電場中建立如圖所示的直角坐標系o-xyz，M，N為電場中的兩個點．M點坐標為（0，-a，0），N點坐標為（
2
2
a，0，
2
2
a）．已知電場強度大小為E，方向平行于平面xoy，且于x軸正方向夾角為45°，現(xiàn)將一電量為+q的試探電荷由M點沿某一路徑移至N點，在此過程中，電場力做的功為（　　）
A、
6
2
qEa
B、2qEa
C、（
2
+1
2
）qEa
D、（
3+2
2
2
）qEa

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