如圖甲所示，建立x0y坐標系，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關于x軸對稱，極板長度和板間距均為L，第Ⅰ、Ⅳ象限分布著勻強磁場，方向垂直于x0y平面向里。位于極板左側(cè)的粒子源可沿x軸向右發(fā)射質(zhì)量為m、電量為q、速度相同、重力不計的帶正電粒子。在0~3t0時間內(nèi)兩極板所加電壓如圖乙所示。已知，若粒子在t=0時刻射入，將恰好在t0時刻經(jīng)極板邊緣射入磁場。上述m、q、L、t0為已知量，且忽略粒子間的相互影響。求：

（1）電壓U0的大��；
（2）勻強磁場的磁感應強度B；
（3）0~3t0時間內(nèi)何時射入的粒子在磁場中運動的時間最短，并求出此最短時間。

（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）根據(jù)t=0時刻進入兩板間的帶電粒子恰好在t0時刻經(jīng)極板邊緣射出，則解得。
（2）水平方向，豎直方向；解得 則，
所以速度偏轉(zhuǎn)角為，
由幾何關系可知 ，
由
得。
(3)時刻進入兩板間的帶電粒子（運動軌跡如圖）在磁場中的運動時間最短。
     

考點：此題考查帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)和在磁場中的圓周運動。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖a所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強電場，現(xiàn)將一重力不計、比荷＝106 C/kg的正電荷置于電場中的O點由靜止釋放，經(jīng)過×10－5 s后，電荷以v0＝1.5×104 m/s的速度通過MN進入其上方的勻強磁場，磁場與紙面垂直，磁感應強度B按圖b所示規(guī)律周期性變化(圖b中磁場以垂直紙面向外為正，以電荷第一次通過MN時為t＝0時刻)．求：

(1)勻強電場的電場強度E的大��；（保留2位有效數(shù)字）
(2)圖b中t＝×10－5 s時刻電荷與O點的水平距離；
(3)如果在O點右方d＝68 cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點出發(fā)運動到擋板所需的時間．(sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80) （保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，質(zhì)量為M ="2.0" kg的小車A靜止在光滑水平面上，A的右端停放有一個質(zhì)量為m ="0.10" kg帶正電荷q ="5.0" ´10-2 C的小物體B，整個空間存在著垂直紙面向里磁感應強度B =2.0T的勻強磁場�，F(xiàn)從小車的左端，給小車A一個水平向右的瞬時沖量I ="26" N·s，使小車獲得一個水平向右的初速度，此時物體B與小車A之間有摩擦力作用，設小車足夠長，g 取10m/s2。求：

（1）瞬時沖量使小車獲得的動能Ek；
（2）物體B的最大速度vm，并在v-t坐標系中畫出物體B的速度隨時間變化的示意圖像；
（3）在A與B相互作用過程中系統(tǒng)增加的內(nèi)能Ｅ熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，坐標空間中有場強為E的勻強電場和磁感應強度為B的勻強磁場，Y軸為兩種場的分界面，圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電粒子從電場中坐標位置(-L，0)處，以初速度v0沿x軸正方向開始運動，且已知 L=mv02/Eq(重力不計)，試求：

使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中，磁場的寬度d 應滿足的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，ef、gh為水平放置的足夠長的平行光滑導軌，導軌間距為L=1m，導軌左端連接一個R＝2Ω的電阻，將一根質(zhì)量為0.2kg的金屬棒cd垂直地放置導軌上，且與導軌接觸良好，導軌與金屬棒的電阻均不計，整個裝置放在磁感應強度為B＝2T的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下，現(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始向右運動，解答以下問題。

（1）若施加的水平外力恒為F＝8N，則金屬棒達到的穩(wěn)定速度ν1是多少？
（2）若施加的水平外力的功率恒為P＝18W，則金屬棒達到的穩(wěn)定速度ν2是多少？
（3）若施加的水平外力的功率恒為P＝18W，則從金屬棒開始運動到速度 v3＝2m／s的過程中電阻R產(chǎn)生的熱量為8.6J，則該過程中所需的時間是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（20分）如圖甲所示，兩平行金屬板長度l不超過0.2 m，兩板間電壓U隨時間t變化的圖象如圖乙所示。在金屬板右側(cè)有一左邊界為MN、右邊無界的勻強磁場，磁感應強度B =0.01 T，方向垂直紙面向里。現(xiàn)有帶正電的粒子連續(xù)不斷地以速度v0=105m/s射入電場中，初速度方向沿兩板間的中線OO’方向。磁場邊界MN與中線OO’垂直。已知帶電粒子的比荷q/m=108C/kg，粒子的重力和粒子之間的相互作用力均可忽略不計。
 
(1)在每個粒子通過電場區(qū)域的時間內(nèi)，可以把板間的電場強度看作是恒定的。請通過計算說明這種處理能夠成立的理由；
(2)設t=0.1 s時刻射人電場的帶電粒子恰能從金屬板邊緣穿越電場射入磁場，求該帶電粒子射出電場時速度的大��；
(3)對于所有經(jīng)過電場射入磁場的帶電粒子，設其射人磁場的入射點和從磁場射出的出射點間的距離為d,試判斷d的大小是否隨時間變化？若不變，證明你的結(jié)論；若變化，求出d的變化范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在xOy平面直角坐標系中，直角三角形MNL內(nèi)存在垂直于xOy平面向里磁感應強度為B的勻強磁場，三角形的一直角邊ML長為6a，落在y軸上，∠NML = 30°，其中位線OP在x軸上.電子束以相同的速度v0從y軸上-3a≤y≤0的區(qū)間垂直于y軸和磁場方向射入磁場，已知從y軸上y=-2a的點射入磁場的電子在磁場中的軌跡恰好經(jīng)過點.若在直角坐標系xOy的第一象限區(qū)域內(nèi)，加上方向沿y軸正方向、大小為E=Bv0的勻強電場，在x=3a處垂直于x軸放置一平面熒光屏，與x軸交點為Q.忽略電子間的相互作用，不計電子的重力.試求：

（1）電子的比荷；
（2）電子束從+y軸上射入電場的縱坐標范圍；
（3）從磁場中垂直于y軸射入電場的電子打到熒光屏上距Q點的最遠距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示的平面直角坐標系xOy，在第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y軸的勻強電場，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有勻強電場，方向垂直于xOy平面向里，正三角形邊長為L，且ab邊與y軸平行。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的P（0，h）點，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場，通過電場后從x軸上的a（2h，0）點進入第Ⅳ象限，又經(jīng)過磁場從y軸上的某點進入第Ⅲ象限，且速度與y軸負方向成45°角，不計粒子所受的重力。求：

（1）電場強度E的大��；
（2）粒子到達a點時速度的大小和方向；
（3）abc區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度B的最小值。

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