如圖所示，在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心，半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里．一帶正電的粒子（不計(jì)重力）從O點(diǎn)沿y軸正方向以某一速度射人，帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t0時(shí)間從P點(diǎn)射出．
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向．
（2）若僅撤去磁場(chǎng)，帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射人，經(jīng)
t0
2
時(shí)間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出，求粒子運(yùn)動(dòng)加速度大小
（3）若僅撤去電場(chǎng)，帶電粒子仍從O點(diǎn)射入但速度為原來的4倍，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．
（1）設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，初速度為v，電場(chǎng)強(qiáng)度為E．可判斷出粒子受到的洛倫磁力沿x軸負(fù)方向，于是可知電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向
且有qE=qvB①
又R=vt0②
則E=
BR
t0
?③
（2）僅有電場(chǎng)時(shí)，帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中作類平拋運(yùn)動(dòng)
在y方向位移y=v
t0
2
④
由②④式得y=
R
2
⑤
設(shè)在水平方向位移為x，因射出位置在半圓形區(qū)域邊界上，于是
x=
3
2
R
又有x=
1
2
a(
t0
2
)2⑥
得a=
4
3
R
t20
⑦
（3）僅有磁場(chǎng)時(shí)，入射速度v′=4v，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，
設(shè)軌道半徑為r，由牛頓第二定律有
qv′B=m
v′2
r
⑧
又qE=ma⑨
由③⑦⑧⑨式得r=
3
3
R⑩
由幾何關(guān)系sinα=
R
2r
（11）
即sinα=
3
2

所以 α=
π
3
（12）
帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期
T=
2πm
qB

則帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間
tB=
2α
2π
T
所以tB=
3
π
18
t0（13）
練習(xí)冊(cè)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

如圖所示，坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在該區(qū)域內(nèi)有場(chǎng)強(qiáng)E=12N/C、方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T、沿水平方向且垂直于xOy平面指向紙里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)質(zhì)量m=4×10-5kg，電量q=2.5×10-5C帶正電的微粒，在xOy平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O時(shí)，撤去磁場(chǎng)，經(jīng)一段時(shí)間后，帶電微粒運(yùn)動(dòng)到了x軸上的P點(diǎn)．取g=10m/s2，求：
（1）微粒運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O時(shí)速度的大小和方向；
（2）P點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

由于科學(xué)研究的需要，常常將質(zhì)子（
11
H）和α粒子（
42
He）等帶電粒子貯存在圓環(huán)狀空腔中，圓環(huán)狀空腔置于一個(gè)與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．如果質(zhì)子和α粒子在空腔中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡相同（如圖中虛線所示），磁場(chǎng)也相同，比較質(zhì)子和α粒子在圓環(huán)狀空腔中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能EkH和Ekα及周期TH和Tα的大小，有（　　）
A．EkH≠Ekα，TH≠TαB．EkH=Ekα，TH=Tα
C．EkH≠Ekα，TH=TαD．EkH=Ekα，TH≠Tα

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

從陰極射線管發(fā)射出一束電子，在磁場(chǎng)的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)．下列各圖對(duì)磁場(chǎng)與電子偏轉(zhuǎn)情況所作的描述正確的是（　　）
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，某一初速度為v0的帶電粒子進(jìn)入一垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子垂直進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度與水平方向成θ=45°角，接著垂直進(jìn)入一水平寬度為L(zhǎng)、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)（E大小未知），粒子穿出電場(chǎng)時(shí)速度大小變?yōu)樵瓉淼?span dealflag="1" mathtag="math" >
2
倍．已知帶電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，重力不計(jì)．
（1）分析判斷粒子的電性；
（2）求磁場(chǎng)的水平寬度d；
（3）求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，再第二象限和第四象限的正方形區(qū)域內(nèi)分別存在著面積相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，方向相反，且都垂直與xoy平面；在第一象限內(nèi)存在著平行與xoy平，沿x軸方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中沒有畫出）；一電子由P（-d，d）點(diǎn)，沿x軸正方向射入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ．（電子質(zhì)量為m，電荷量為e，sin53°=0.8）
（1）若電子離開磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ后直接進(jìn)入第三象限，求入射速度的范圍；
（2）若電子從（0，
d
2
）位置射出磁場(chǎng)Ⅰ，接著通過第一象限后直接垂直與x軸方向進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ，求場(chǎng)強(qiáng)度E的大小及方向；
（3）求第（2）問中電子離開磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)的位置坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，PQ、MN兩極板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩極板間電勢(shì)差為U、間距為d，MN極板右側(cè)虛線區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)有一初速度為零、帶電量為q、質(zhì)量為m的離子從PQ極板出發(fā)，經(jīng)電場(chǎng)加速后，從MN上的小孔A垂直進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，并從C點(diǎn)垂直于虛線邊界射出．求：
（1）離子從小孔A射出時(shí)速度v0；
（2）離子帶正電還是負(fù)電？C點(diǎn)離MN板的距離？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

電視機(jī)的顯象管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的．在電子槍中產(chǎn)生的電子經(jīng)過加速電場(chǎng)加速后射出，從P點(diǎn)進(jìn)入并通過圓形區(qū)域后，打到熒光屏上，如圖所示．如果圓形區(qū)域中不加磁場(chǎng)，電子一直打到熒光屏上的中心O點(diǎn)的動(dòng)能為E；在圓形區(qū)域內(nèi)加垂直于圓面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，電子將打到熒光屏的上端N點(diǎn)．已知ON=h，PO=L．電子的電荷量為e，質(zhì)量為m．求：
（1）電子打到熒光屏上的N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是多少？說明理由．
（2）電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R是多少？
（3）試推導(dǎo)圓形區(qū)域的半徑r與R及h、L的關(guān)系式．（已知tan2θ=
2tanθ
1-2tan2θ
）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于回旋加速器，下述說法中不正確是（　�。�
A．電場(chǎng)的作用是使帶電粒子加速，動(dòng)能增大
B．電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替使帶電粒子加速
C．磁場(chǎng)的作用是使帶電粒子在磁場(chǎng)中回旋，獲得多次被加速的機(jī)會(huì)
D．D形盒的半徑越大，射出的帶電粒子獲得的能量越多

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