如圖,在xOy平面內(nèi),第I象限中有勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E,方向沿y軸正方向。在x軸的下方有勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于紙面向里,電、磁場區(qū)域足夠大。今有一個質(zhì)量為m、電荷量為e的電子(不計重力),從y軸上的P點(diǎn)以初速度v0垂直于電場方向進(jìn)入電場,經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,沿著x軸正方向成45°角進(jìn)入磁場,并能返回到原出發(fā)點(diǎn)P。 求:

(1)P點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離h;           

(2)電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多長時間第一次返回P點(diǎn)?

E
 
v0
 
O
 

 

【答案】

(1)   (2)

【解析】

試題分析:(1)帶電粒子進(jìn)入磁場時速度為

  ………①         

………②                              

…………③

(2)根據(jù)幾何關(guān)系可知,帶電粒子離開磁場時速度方向與x軸夾角為45°,由于電子通過P點(diǎn),故電子進(jìn)入磁場的入射點(diǎn)與離開磁場的出射點(diǎn)間距     ……………………④

電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑為R      

……⑤              

…………⑥

電子在電場中運(yùn)動時間為      …⑦   

電子在磁場中運(yùn)動時間為   ……⑧

電子離開磁場到達(dá)P點(diǎn)時間為     ……⑨

故電子從P點(diǎn)出發(fā)第一次回到P點(diǎn)所用時間

…………⑩

考點(diǎn):帶電粒子在組合場中的運(yùn)動

點(diǎn)評:難題。本題考查帶電粒子在電、磁組合場中的運(yùn)動,綜合性較強(qiáng),把電場的性質(zhì)、運(yùn)動學(xué)規(guī)律、圓周運(yùn)動知識、功能關(guān)系等有機(jī)地結(jié)合起來,同學(xué)們在解題時應(yīng)注重運(yùn)用動力學(xué)的普通規(guī)律解決組合場中帶電粒子的運(yùn)動問題.

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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(2013?廈門模擬)如圖,在xOy平面內(nèi)有一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,振幅為0.1m,頻率為2.5Hz.在t=0時,平衡位置坐標(biāo)x=2m的質(zhì)點(diǎn)P點(diǎn)正經(jīng)過平衡位置向下,平衡位置坐標(biāo)x=5m的質(zhì)點(diǎn)Q點(diǎn)位于波谷,且PQ之間只有一波峰,則下列說法正確的是(  )

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(2011?開封二模)如圖,在xoy平面內(nèi),直線MON與x軸成45°夾角.在MON左側(cè)且x<0的空間存在著沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E=10V/m;在MON的右側(cè)空間存在著垂直直面向里的勻強(qiáng)磁場;在MON左側(cè)且x>0的空間既無磁場也無電場;一個重力不計的帶負(fù)電的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以大小為V0=200m/s的速度沿著y軸負(fù)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場.已知粒子的比荷為q/m=103C/kg,粒子從O點(diǎn)離開后,第二次經(jīng)過y軸時從y軸上A點(diǎn),恰好與y軸正方向成45°角射出電場,試求:
(1)帶點(diǎn)粒子第一次經(jīng)過MON直線時速度的大小和方向;
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(3)A點(diǎn)的坐標(biāo).

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(2013?閔行區(qū)二模)如圖,在xOy平面內(nèi)有一列沿x軸傳播的簡諧橫波,頻率為2.5Hz.在t=0時,P點(diǎn)位于平衡位置,且速度方向向下,Q點(diǎn)位于平衡位置下方的最大位移處.則在t=0.35s時,P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的( 。

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(2012?珠海一模)如圖,在xoy平面內(nèi),MN和x軸之間有平行于y軸的勻強(qiáng)電場,方向向下,在 xoy平面的第一象限內(nèi)有垂直向里的勻強(qiáng)磁場.y軸上離坐標(biāo)原點(diǎn)4L的A點(diǎn)處有一電子槍,可以沿+x方向射出速度為v0的電子(質(zhì)量為m,電量為e).如果電場和磁場同時存在,電子將做勻速直線運(yùn)動,不計重力的影響.
(1)如果撤去電場,只保留磁場,電子將從x軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)3L的C點(diǎn)離開磁場.求磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電場強(qiáng)度E的大小各多大.
(2)如果撤去磁場,只保留電場,電子將從D離開電場.求D點(diǎn)的橫坐標(biāo).
(3)如果撤去電場,只保留磁場,電子速度變?yōu)閂,求電子在磁場中的運(yùn)動時間.

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精英家教網(wǎng)如圖,在xoy平面內(nèi)第二象限-10cm≤x≤0區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場B,其大小為0.2T,在A(-6cm,0)點(diǎn)有一粒子發(fā)射源,向x軸上方180°范圍內(nèi)發(fā)射v=2.0×107m/s的負(fù)粒子,粒子的比荷為2.0×109C/kg,不計粒子重力,求:
(1)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑.
(2)粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間是多少?
(3)若在0≤x≤10cm范圍內(nèi)加一與y軸平行向下的勻強(qiáng)電場,從y軸最上方飛出的粒子經(jīng)過電場后恰好沿x軸正向從右邊界飛出,試求出射點(diǎn)的坐標(biāo).

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同步練習(xí)冊答案