如圖所示，一帶電粒子從Y軸上的a點(diǎn)以平行于X軸的方向射入第一象限區(qū)域，射入的速度為v0．帶電粒子的質(zhì)量為m，帶負(fù)電，電荷量為q．為了使帶電粒子通過X軸上的b點(diǎn)，可在第一象限的某區(qū)域加一個(gè)沿Y軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，電場區(qū)域沿Y軸方向無限長，沿X方向的寬度為s．已知Oa=L，Ob=2s，不計(jì)帶電粒子的重力．
（1）若b點(diǎn)在電場內(nèi)，要使粒子過b點(diǎn)，求該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離．
（2）若b點(diǎn)在電場外，在第一象限緊挨電場右側(cè)加一個(gè)垂直于XOY平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，該磁場足夠大，使得粒子也能過b點(diǎn)且速度方向沿X軸正方向，求該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離．
（1）帶電粒子進(jìn)入電場后沿X方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿Y方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；
根據(jù)牛頓第二定律得，帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：
a=
qE
m

帶電粒子進(jìn)入電場后在X方向的位移為l，在Y方向的位移為L，如由圖所示：根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律，有

l=v0t
L=
1
2
qE
m
t2
消去t，解得：
l=v0
2mL
qE

即該電場的左邊界與b點(diǎn)的距離為v0
2mL
qE
；
（2）分析可知，磁場方向應(yīng)垂直XOY平面向外，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示．

設(shè)粒子在磁場中的速率為v，運(yùn)動(dòng)半徑為R，則
由Bqv=
mv2
R

得R=
mv
qB

由幾何關(guān)系可知：
AC=Rsinθ
所以l=s+AC=s+
mv
qB
sinθ
其中：sinθ=
at
v
=
qEs
mv0v

所以：l=s+
mv
qB
?
qEs
mv0v
=s+
Es
Bv0
；
答：（1）電場的左邊界與b點(diǎn)的距離v0
2mL
qE
；
（2）電場的左邊界與b點(diǎn)的距離s+
Es
Bv0
．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖a所示，與水平方向成37°角的直線MN下方有與MN垂直向上的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷
q
m
=106c/kg的正電荷置于電場中的O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過
π
15
×10-5s后，電荷以v0=1.5×l04m/s的速度通過MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場，磁場與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)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(shí)為t=0時(shí)刻）．求：
（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；
（2）圖b中t=
4π
5
×10-5s時(shí)刻電荷與第一次通過MN的位置相距多遠(yuǎn)；
（3）如果電荷第一次通過MN的位置到N點(diǎn)的距離d=68cm，在N點(diǎn)上方且垂直MN放置足夠大的擋板．求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，矩形區(qū)域的左邊界ad寬為L，現(xiàn)從ad中點(diǎn)O垂直于磁場射入一帶電粒子，速度大小為v0，方向與ad邊夾角為θ=30°，如圖所示．已知粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m（重力忽略不計(jì)）．
（1）若粒子帶負(fù)電，且恰好能從d點(diǎn)射出磁場，求v0的大小；
（2）若粒子帶正電，使粒子能從ab邊射出磁場，求v0的取值范圍，以及此范圍內(nèi)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的范圍．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在xoy坐標(biāo)系中有虛線OA，OA與x軸的夾角θ=30°，（OA與y軸之間的區(qū)域有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，OA與x軸之間的區(qū)域有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E=5×105N/C．現(xiàn)從y軸上的P點(diǎn)沿與y軸正向夾角60°的方向以初速度v0=5×105m/s射入一個(gè)質(zhì)量m=8×10-26kg、電量q=+8×10-19C的帶電粒子，粒子經(jīng)過磁場、電場后最終打在x軸上的Q點(diǎn)，已知P點(diǎn)到O的距離為
3
5
m．（帶電粒子的重力忽略不計(jì)）求：
（1）粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；
（2）粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間；
（3）Q點(diǎn)的坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一對豎直放置的平行金屬板長為L，兩板間距為d，接在直流電源上，兩板間的勻強(qiáng)電場場強(qiáng)為E．在兩板間還有與電場方向垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙平面向里．一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q（q＞0）的油滴，從距離平板上端為h高處由靜止開始自由下落．并經(jīng)兩板上端的中央點(diǎn)P進(jìn)入兩板之間有電場和磁場的空間．設(shè)油滴在P點(diǎn)所受的電場力與磁場力恰好平衡，且油滴經(jīng)P點(diǎn)后不斷向右極板偏轉(zhuǎn)，最后經(jīng)右極板下端邊緣的D點(diǎn)離開兩板之問的電場和磁場區(qū)域．試求：
（1）h的大��；
（2）油滴在D點(diǎn)的速度大�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在xoy平面內(nèi)第二象限的某區(qū)域存在一個(gè)矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁場方向垂直xoy平面向里，邊界分別平行于x軸和y軸．一電荷量為e、質(zhì)量為m的電子，從坐標(biāo)原點(diǎn)為O以速度v0射入第二象限，速度方向與y軸正方向成45°角，經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后，通過P（0，a）點(diǎn)，速度方向垂直于y軸，不計(jì)電子的重力．
（1）若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，求電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；
（2）為使電子完成上述運(yùn)動(dòng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小應(yīng)滿足的條件．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在半徑R=
mv0
Bq
的圓形區(qū)域內(nèi)有水平向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，圓形區(qū)域右側(cè)有一豎直感光板，一帶正電粒子從圓弧頂點(diǎn)P以速率v0平行于紙面進(jìn)入磁場，已知粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，粒子重力不計(jì)．
（1）若粒子對準(zhǔn)圓心射入，則它在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少？
（2）若粒子對準(zhǔn)圓心射入，且速率變?yōu)?span dealflag="1" mathtag="math" >
3
v0，則它打到感光板上時(shí)平行于感光板方向的速度分量為多少？
（3）若粒子以速度v0從P點(diǎn)以任意角度入射，試證明它離開磁場后均垂直打在感光板上．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡，室中勻強(qiáng)磁場的方向與軌跡所在的平面垂直﹙圖中垂直于紙面向里﹚由此可知粒子（　　）
A．一定帶負(fù)電
B．一定是從下而上穿過鉛板
C．可能是從上而下穿過鉛板
D．可能帶正電，也可能帶負(fù)電

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

（h011?海淀區(qū)二模）如圖是電子射線管示意圖．接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏1會(huì)看到一條亮線．要使熒光屏1的亮線向下（z軸負(fù)方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是（　�。�
A．加一電場，電場方向沿y軸正方向
B．加一電場，電場方向沿y軸負(fù)方向
C．加一磁場，磁場方向沿z軸負(fù)方向
D．加一磁場，磁場方向沿y軸正方向

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同步練習(xí)冊答案