如圖所示，有一對平行金屬板，板間加有恒定電壓；兩板間有勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B0，方向垂直于紙面向里。金屬板右下方以MN、PQ為上下邊界，MP為左邊界的區(qū)域內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁場寬度為d，MN與下極板等高，MP與金屬板右端在同一豎直線。一電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子，以初速度v0沿平行于金屬板面、垂直于板間磁場的方向從A點射入金屬板間，不計離子的重力。

（1）已知離子恰好做勻速直線運動，求金屬板間電場強度的大小和方向；

（2）若撤去板間磁場B0，已知離子恰好從下極板的右側(cè)邊緣射出電場，方向與水平方向成角，求A點離下極板的高度；

（3）在（2）的情形中，為了使離子進入磁場運動后從邊界MP的P點射出，磁場的磁感應(yīng)強度B應(yīng)為多大？


【答案】場強的方向豎直向下          

【解析】

（1）設(shè)板間的電場強度為E，離子做勻速直線運動，受到的電場力和洛侖茲力平衡，

有

解得

由左手定則可判斷出洛侖茲力方向豎直向上，所以電場力的方向豎直向下，故場強的方向豎直向下。

（2）設(shè)A點離下極板的高度為h，離子射出電場時的速度為v，

根據(jù)動能定理，得

離子在電場中做類平拋運動，水平分方向做勻速運動，

有，解得

（3）設(shè)離子進入磁場后做勻速圓周運動的半徑為r，

根據(jù)牛頓第二定律，得

由幾何關(guān)系得，解得

【考點】牛頓第二定律；動能定理；共點力平衡

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


電荷Ｑ在電場中某兩點間移動時，電場力做功Ｗ，由此可算出兩點間的電勢差為Ｕ，若讓電量為２Ｑ的電荷在電場中的這兩點間移動則（     ）

A．電場力做功仍為Ｗ        B．電場力做功2Ｗ   

C．兩點間的電勢差為     D．兩點間的電勢差仍為Ｕ

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科目：高中物理 來源： 題型：


一雨滴從距地面H=45m高的屋檐邊由靜止落下（忽略空氣的阻力，g取10m/s2）,試求：

（1）雨滴下落的時間及落地時的速度大小。

（2）雨滴下落過程最后一秒通過的路程。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖，P和Q為帶電量分別為+q和-q的兩個等量異種電荷，兩者相距為L，O為PQ連線的中點，M、N為中垂線上關(guān)于O點對稱的兩個點，則

A． M、O、N三點的場強都相等

B．M、N 兩點的場強大小相等，方向相同

C．O點的場強為零

D．M、O、N三點的電勢大小關(guān)系為φM＞φN＞φO

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖，足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面內(nèi)，勻強磁場垂直導(dǎo)軌所在的平面，金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.ab由靜止釋放后

A. 速度一直增大            B. 加速度一直保持不變

C. 電流方向沿棒由a向b     D. 安培力的最大值與其重力等大

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，某人靜躺在椅子上，椅子的靠背與水平面之間有固定傾斜角θ。若此人所受重力為G，則椅子各部分對他的作用力的合力大小為（    ）

   A．G                 B．Gsinθ

   C．Gcosθ             D．Gtanθ

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科目：高中物理 來源： 題型：


圖為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖．砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M.實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小．

(1)實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行的一項操作是(　　)．

A．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動

B．將長木板的一端墊起適當?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動

C．將長木板的一端墊起適當?shù)母叨龋啡ゼ垘б约吧昂蜕巴�，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動

D. 將長木板的一端墊起適當?shù)母叨�，撤去紙帶以及砂和砂桶，釋放小車，觀察判斷小車是否能自由滑動

(2)實驗中要進行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是 (　　)

A．M＝200g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40g

B．M＝200g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g

C．M＝400g，m＝10g、15g、20g、25g、30g、40g

D．M＝400g，m＝20g、40g、60g、80g、100g、120g

（3）右圖是實驗中得到的一條紙帶,相鄰計數(shù)點間的時間間隔是t. 測出紙帶各相鄰計數(shù)點之間的距離分別為、、、,為使由實驗數(shù)據(jù)計算的結(jié)果更精確一些,計算加速度平均值的公式應(yīng)為a=____  _    _。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖（甲）是“測定電源電動勢和內(nèi)阻”實驗的電路圖，根據(jù)實驗測得的幾組I、U數(shù)據(jù)作出U—I圖象如圖（乙）所示，由圖象可確定：該電源的電動勢為         V，電源的內(nèi)電阻為           （計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：


質(zhì)點做直線運動的位移x與時間t的關(guān)系為x=5t+t2(各物理量均采用國際單位制單位),則該質(zhì)點　(　　)

A.第1s內(nèi)的位移是5 m

B.前2s內(nèi)的平均速度是6 m/s

C.任意相鄰的1s內(nèi)位移差都是1 m

D.任意1s內(nèi)的速度增量都是2 m/s

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同步練習(xí)冊答案