如圖所示，在xoy平面直角坐標(biāo)系的第一象限有射線OA，OA與x軸正方向夾角為30°，OA與y軸所夾區(qū)域內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場E1，第二象限存在水平向右的勻強(qiáng)電場E2，其它區(qū)域存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場．有一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子，從y軸上的P點(diǎn)沿著x軸正方向以初速度v0射入電場，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后經(jīng)過Q點(diǎn)垂直于射線OA進(jìn)入磁場，經(jīng)磁場垂直x軸進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場E2，過y軸正半軸上的P點(diǎn)再次進(jìn)入勻強(qiáng)電場E1，已知OP=h，不計(jì)粒子重力，求：

（1）粒子經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度大��；

（2）勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度E1的大小；

（3）粒子從Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所用的時(shí)間．


考點(diǎn)：

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；向心力．

專題：

帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)專題．

分析：

帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，將Q點(diǎn)的速度進(jìn)行分解，抓住水平分速度不變，從而求出Q點(diǎn)的速度大�。�

根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，利用x和y方向上位移公式，結(jié)合牛頓第二定律聯(lián)立列式求解場強(qiáng)E1的大小．

粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)間包括粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間和粒子在電場E2中類平拋時(shí)間．

解答：

解：（1）粒子類平拋到Q點(diǎn)時(shí)，速度設(shè)為v，則v==2v0

（2）由P到Q，根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有：

x方向上，OQcos30°=v0t

y方向上，h﹣OQsin30°=

qE1=ma

vy=vcos30°=at

聯(lián)立解得：E1=   OQ=

（3）粒子以O(shè)為圓心作勻速圓周運(yùn)動(dòng)OQ=r=，T=

在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1=T=

在電場E2中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2==

Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間t=t1+t2=+

答：（1）粒子經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度大小為2v0；

（2）勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度E1的大小為；

（3）粒子從Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所用的時(shí)間為+．

點(diǎn)評：

帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動(dòng)要注意分析過程，并結(jié)合各過程中涉及到的運(yùn)動(dòng)規(guī)律采用合理的物理規(guī)律求解．

　

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示，質(zhì)量為m、電荷量為e的電子經(jīng)加速電壓U1，加速后，在水平方向沿O1O2垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場．已知形成偏轉(zhuǎn)電場的平行板電容器的極板長為L（不考慮電場邊緣效應(yīng)），兩極板間距為d，O1O2為兩極板的中線，P是足夠大的熒光屏，且屏與極板右邊緣的距離也為L．求：

（1）粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的速度v的大�。�

（2）若偏轉(zhuǎn)電場兩板間加恒定電壓，電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場后正好打中屏上的A點(diǎn)，A點(diǎn)與極板M在同一水平線上，求偏轉(zhuǎn)電場所加電壓U2；

（3）若偏轉(zhuǎn)電場兩板間的電壓按如圖乙所示作周期性變化，要使電子經(jīng)加速電場后在t=0時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后水平擊中A點(diǎn)，試確定偏轉(zhuǎn)電場電壓U0以及周期T分別應(yīng)該滿足的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：


雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化．若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，經(jīng)過一段時(shí)間演化后，兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋倍，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，則此時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的周期為（　　）

　

A．

T

B．

T

C．

T

D．

T

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻不計(jì)的電源與三個(gè)燈泡和三個(gè)電阻相接．只合上開關(guān)S1，三個(gè)燈泡都能正常工作．如果再合上S2，則下列表述正確的是（　　）

　

A．

電源輸出功率減小

B．

L1上消耗的功率增大

　

C．

通過R1上的電流增大

D．

通過R3上的電流增大

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，MN是紙面內(nèi)的一條直線，其所在空間充滿與紙面平行的勻強(qiáng)電場或與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場（場區(qū)都足夠大），現(xiàn)有一個(gè)重力不計(jì)的帶電粒子從MN上的O點(diǎn)以水平初速度v0射入場區(qū)，下列判斷正確的是（　�。�

　

A．

如果粒子回到MN上時(shí)速度增大，則該空間存在的場一定是電場

　

B．

如果粒子回到MN上時(shí)速度大小不變，則該空間存在的場可能是電場

　

C．

若只改變粒子的初速度大小，發(fā)現(xiàn)粒子再回到MN上時(shí)與其所成的銳角夾角不變，則該空間存在的場一定是磁場

　

D．

若只改變粒子的初速度大小，發(fā)現(xiàn)粒子再回到MN上所用的時(shí)間不變，則該空間存在的場一定是磁場

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，光滑水平桌面上放置一長木板，長木板上表面粗糙，上面放置一小鐵塊，現(xiàn)有一水平向右的恒力F作用于鐵塊上，以下判斷正確的是(　　)

A．鐵塊與長木板都向右運(yùn)動(dòng)，且兩者一定保持相對靜止

B．若水平恒力F足夠大，鐵塊與長木板間有可能發(fā)生相對滑動(dòng)

C．若兩者保持相對靜止，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，拉力突然反向，鐵塊與長木板間有可能發(fā)生相對滑動(dòng)

D．若兩者保持相對靜止，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，拉力突然反向，鐵塊與長木板間仍將保持相對靜止

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，質(zhì)量均為m的兩個(gè)木塊P、Q疊放在水平地面上，P、Q接觸面的傾角為θ，現(xiàn)在Q上加一水平推力F，使P、Q保持相對靜止一起向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是        (　　)

A．物體Q對地面的壓力一定為2mg

B．若Q與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則μ＝

C．若P、Q之間光滑，則加速度a＝gtan θ

D．若運(yùn)動(dòng)中逐漸減小F，則地面與Q間的摩擦力也逐漸減小

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科目：高中物理 來源： 題型：


宇宙飛船上的科研人員在探索某星球時(shí)，完成如下實(shí)驗(yàn)：①當(dāng)飛船停留在距該星球一定的距離時(shí)，正對著該星球發(fā)出一個(gè)激光脈沖，經(jīng)過時(shí)間t后收到反射回來的信號，并測得此時(shí)刻星球?qū)τ^察者的眼睛所張視角為；②當(dāng)飛船在該星球著陸后，科研人員在距星球表面h處以初速度水平拋出一個(gè)小球，并測出落點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離為S。已知萬有引力恒量G，光速c，星球的自轉(zhuǎn)影響以及大氣對物體的阻力均不計(jì)。試根據(jù)以上信息，求：

（1）星球的半徑R。

（2）星球的質(zhì)量M。

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科目：高中物理 來源： 題型：


一輕彈簧的左端固定在墻壁上，右端自由，一質(zhì)量為m的滑塊從距彈簧右端L0的P點(diǎn)以初速度v0正對彈簧運(yùn)動(dòng)，如下圖所示，滑塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，在與彈簧碰后反彈回來，最終停在距P點(diǎn)為L1的Q點(diǎn)，求：在滑塊與彈簧碰撞過程中彈簧最大壓縮量為多少？

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