（18分）如圖所示，在y＞0的空間中存在勻強電場，場強沿y軸負方向；在y＜0的空間中存在勻強磁場，磁場方向垂直xy平面（紙面）向外.一電荷量為q、質量為m的帶正電的運動粒子，經過y軸上y=h處的點P1時速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經過x軸上x=4h處的P2點進入磁場，轉半圈后并經過y軸上的P3點.不計重力.求：

（1）電場強度的大�。�
（2）粒子到達P2時速度的大小和方向；
（3）磁感應強度的大小.

（1）（2）v0，  (3)

解析試題分析：（1）粒子在電場、磁場中運動的軌跡如下圖所示.

設粒子從P1到P2的時間為t，電場強度的大小為E，粒子在電場中的加速度為a，由牛頓第二定律及運動學公式有
qE=ma         ①
v0t=4h        ②
at2=h         ③
由①②③式解得
E=.         ④
（2）粒子到達P2時速度沿x方向的分量仍為v0，以v1表示速度沿y方向分量的大小，v表示速度的大小，θ表示速度與x軸的夾角，則有
v=2ah          ⑤
v=         ⑥
tanθ=         ⑦
由⑥⑦⑧式得v=v0           ⑧
θ=.
（3）設磁場的磁感應強度為B，在洛倫茲力作用下粒子做勻速圓周運動，由牛頓第二定律
qvB=m
r是圓周的半徑，此圓周與x軸和y軸的交點分別為P2、P3.由幾何關系可知，連線P2P3為圓軌道的直徑，由此可求得
r=h
聯(lián)立解得B=.
考點：本題考查了帶電粒子在復合場中的運動問題。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示，光滑絕緣的細圓管彎成半徑為R的半圓形，固定在豎直平面內，管口B、C的連線是水平直徑．現(xiàn)有一帶正電的小球(可視為質點)從B點正上方的A點自由下落，A、B兩點間距離為4R．從小球進入管口開始，整個空間中突然加上一個勻強電場，電場力在豎直向上的分力大小與重力大小相等，結果小球從管口C處脫離圓管后，其運動軌跡經過A點．設小球運動過程中帶電量沒有改變，重力加速度為g，求：

(1)小球到達B點的速度大小；
(2)小球受到的電場力的大小；
(3)小球經過管口C處時對圓管壁的壓力．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖在xoy坐標內，在0≤x≤6m的區(qū)域存在以ON為界的勻強磁場B1、B2，磁場方向均垂直xoy平面，方向如圖，大小均為1T。在x＞6m的區(qū)域內存在沿y軸負方向的勻強電場，場強大小為×104V/m。一帶正電的粒子（不計重力），其比荷q/m=1.0×104C/kg，從A板靜止出發(fā)，經過加速電壓（電壓可調）加速后從坐標原點O沿x軸正方向射入磁場B1。

（1）要使該帶電粒子經過坐標為（3，）的P點（P點在ON線上），求最大的加速電壓U0；
（2）滿足第（1）問加速電壓的條件下，粒子再次通過x軸時到坐標原點O的距離和速度大��；
（3）粒子從經過O點開始計時，到達P點的時間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示,在XOY直角坐標系中,OQ與OP分別與X軸正負方向成450,在POQ區(qū)域中存在足夠大的勻強電場,場強大小為E,其余區(qū)域存在勻強磁場,一帶電量為+q的質量為m粒子在Y軸上A點(0,-L)以平行于X軸速度v0進入第四象項,在QO邊界垂直進入電場,后又從PO邊界離開電場,不計粒子的重力.

求(1)勻強磁場的磁感應強度大小?
(2)粒子從PO進入磁場的位置坐標?

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖(a)所示，有兩級光滑的絕緣平臺，高一級平臺距離絕緣板的中心Ｏ的高度為h，低一級平臺高度是高一級平臺高度的一半．絕緣板放在水平地面上，板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，一輕質彈簧一端連接在絕緣板的中心，另一端固定在墻面上。邊界ＧＨ左邊存在著正交的勻強電場和變化的磁場，電場強度為Ｅ，磁感應強度變化情況如圖(b)所示，磁感應強度大小均為Ｂ．有一質量為m、帶負電的小球從高一級平臺左邊緣以一定初速滑過平臺后在t=0時刻垂直于邊界ＧＨ進入復合場中，設小球剛進入復合場時磁場方向向外且為正值．小球做圓周運動至Ｏ點處恰好與絕緣板發(fā)生彈性碰撞，碰撞后小球立即垂直于邊界ＧＨ返回并滑上低一級平臺，絕緣板從C開始向右壓縮彈簧的最大距離為Ｓ到達D，求：

⑴ 磁場變化的周期Ｔ；
⑵ 小球從高一級平臺左邊緣滑出的初速度v；
⑶ 絕緣板的質量Ｍ；
⑷ 絕緣板壓縮彈簧具有的彈性勢能ＥP．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示的空間分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域，各邊界面相互平行，Ⅰ區(qū)域存在勻強電場，電場強度E=1.0×104V/m，方向垂直邊界面向右．Ⅱ、Ⅲ區(qū)域存在勻強磁場，磁場的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里，磁感應強度分別為B1=2.0T、B2=4.0T．三個區(qū)域寬度分別為d1=5.0m、d2= d3=6.25m，一質量m＝1.0×10-8kg、電荷量q＝1.6×10-6C的粒子從O點由靜止釋放，粒子的重力忽略不計．試求：

⑴粒子離開Ⅰ區(qū)域時的速度大小v；
⑵粒子在Ⅱ區(qū)域內運動的時間t；
⑶粒子離開Ⅲ區(qū)域時速度與邊界面的夾角α．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示裝置由加速電場、偏轉電場和偏轉磁場組成。偏轉電場處在加有電壓的相距為d的兩塊水平平行放置的導體板之間，勻強磁場水平寬度為l，豎直寬度足夠大，處在偏轉電場的右邊，如圖甲所示。大量電子（其重力不計）由靜止開始，經加速電場加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入偏轉電場。當兩板沒有加電壓時，這些電子通過兩板之間的時間為2t0，當在兩板間加上如圖乙所示的周期為2t0、幅值恒為U0的電壓時，所有電子均能通過電場，穿過磁場，最后打在豎直放置的熒光屏上（已知電子的質量為m、電荷量為e）。求：

（1）如果電子在t=0時刻進入偏轉電場，求它離開偏轉電場時的側向位移大��；
（2）通過計算說明，所有通過偏轉電場的電子的偏向角（電子離開偏轉電場的速度方向與進入電場速度方向的夾角）都相同。
（3）要使電子能垂直打在熒光屏上，勻強磁場的磁感應強度為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(19分)如圖所示，邊長為的正方形PQMN區(qū)域內(含邊界)有垂直紙面向外的勻強磁場，左側有水平向右的勻強電場，場強大小為，質量為、電荷量為的帶正電粒子從O點由靜止開始釋放，O、P、Q三點在同一水平直線上，OP=L，帶電粒子恰好從M點離開磁場，不計帶電粒子重力，求：

（1）磁感應強度大小；
（2）粒子從O點運動到M點經歷的時間；
（3）若磁場磁感應強度可調節(jié)(不考慮磁場變化產生的電磁感應)，帶電粒子從邊界NM上的點離開磁場，與N點距離為，求磁場磁感應強度的可能數(shù)值．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

光滑的平行金屬導軌長L＝2 m，兩導軌間距d＝0.5 m，軌道平面與水平面的夾角θ＝30°，導軌上端接一阻值為R＝0.6 Ω的電阻，軌道所在空間有垂直軌道平面向上的勻強磁場，磁場的磁感應強度B＝1 T，如圖所示．有一質量m＝0.5 kg、電阻r＝0.4 Ω的金屬棒ab，放在導軌最上端，其余部分電阻不計．已知棒ab從軌道最上端由靜止開始下滑到最底端脫離軌道的過程中，電阻R上產生的熱量Q1＝0.6 J，取g＝10 m/s2，試求：
 
(1)當棒的速度v＝2 m/s時，電阻R兩端的電壓；
(2)棒下滑到軌道最底端時速度的大�。�
(3)棒下滑到軌道最底端時加速度a的大�。�

查看答案和解析>>

同步練習冊答案