．(18分)如圖所示，xoy平面內，在y軸左側某區(qū)域內有一個方向豎直向下，水平寬度為l=×10-2m，電場強度為E=1.0×104N/C的勻強電場．在y軸右側有一個圓心位于x軸上，半徑為r=0.01m的圓形磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度B=0.01T，在坐標為x0=0.04m處有一垂直于軸的面積足夠大的熒光屏PQ。今有一束帶正電的粒子從電場左側沿+x方向射入電場，穿出電場時恰好通過坐標原點，速度大小為v=2×106m/s方向與x軸成30°角斜向下．若粒子的質量m=1.0×10-20kg，電量為q=1.0×10-10C，試求：

(1)粒子射入電場時的位置坐標和初速度；
(2)若圓形磁場可沿軸移動，圓心O’在x軸上的移動范圍為[0.01，+∞)，由于磁場位置的不同，導致該粒子打在熒光屏上的位置也不同，試求粒子打在熒光屏上的范圍。


(1)粒子沿方向進入電場后做類平拋運動，在O點將沿、方向分解得
(1分)，      (2分)
粒子在電場中做類平拋運動：
                                    (2分)

  (2分)
(1分)
   (1分)
所以粒子射入電場時的坐標位置為 (2分)
(2)洛侖茲力提供向心力，則，              (2分)
由幾何關系知此時出射位置為點，軌跡如圖
熒光屏最高端的縱坐標為：      (4分)
隨著磁場向右移動熒光屏光點位置逐漸下移，當v方向與磁場圓形區(qū)域相切，此后，粒子將打在熒光屏的同一位置。其最低端的縱坐標為： (2分)
 略
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，質量為、電荷量為的小球（視為質點）通過長為的細線懸掛于O點，以O點為中心在豎直平面內建立直角坐標系xOy，在第2、3象限內存在水平向左的勻強電場，電場強度大小為 (式中為重力加速度) 。

（1）把細線拉直，使小球在第4象限與x正方向成角處由靜止釋放，要使小球能沿原路返回至出發(fā)點，的最小值為多少？
（2）把細線拉直，使小球從處以初速度豎直向下拋出，要使小球能在豎直平面內做完整的圓周運動，則的最小值為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，帶電平行金屬板相距為2R，在兩板間半徑為R的圓形區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，兩板及其左側邊緣連線均與磁場邊界剛好相切。一質子（不計重力）沿兩板間中心線O1O2從左側O1點以某一速度射入，沿直線通過圓形磁場區(qū)域，然后恰好從極板邊緣飛出，在極板間運動時間為t0。若僅撤去磁場，質子仍從O1點以相同速度射入，經(jīng)時間打到極板上。

⑴求兩極板間電壓U；
⑵求質子從極板間飛出時的速度大��；
⑶若兩極板不帶電，保持磁場不變，質子仍沿中心線O1 O2從O1點射入，欲使質子從兩板左側間飛出，射入的速度應滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在平行線．MN、PQ之間存在豎直向上的勻強電場和垂直紙面的磁場(未畫出)，磁場的磁感應強度從左到右逐漸增大。一帶電微粒進入該區(qū)域時，由于受到空氣阻力作用，恰好能沿水平直線OO’通過該區(qū)域。帶電微粒所受的重力忽略不計，運動過程帶電量不變。下列判斷正確的是
A．微粒從左向右運動，磁場方向向里
B．微粒從左向右運動，磁場方向向外
C．微粒從右向左運動，磁場方向向里
D．微粒從右向左運動，磁場方向向外

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

一種稱為“質量分析器”的裝置如圖所示。A表示發(fā)射帶電粒子的離子源，發(fā)射的粒子在加速管B中加速，獲得一定速率后于C處進入圓形細彎管（四分之一圓弧），在磁場力作用下發(fā)生偏轉，然后進入漂移管道D。若粒子質量不同、或電量不同、或速率不同，在一定磁場中的偏轉程度也不同。如果偏轉管道中心軸線的半徑一定，磁場的磁感應強度一定，粒子的電荷和速率一定，則只有一定質量的粒子能自漂移管道D中引出。已知帶有正電荷q=1.6×10-19的磷離子質量為m=51.1×10-27kg，初速率可認為是零，經(jīng)加速管B加速后速率為v=7.9×105m/s。求（都保留一位有效數(shù)字）：
⑴加速管B兩端的加速電壓應為多大？
⑵若圓形彎管中心軸線的半徑R=0.28m，為了使磷離子自漂移管道引出，則圖中虛線所圍正方形區(qū)域內應加磁感應強度為多大的勻強磁場？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

某空間區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場，勻強電場的電場強度為0.5N/C，一帶電量為q＝＋10－3C，質量為m＝3×10－5kg的油滴從高5m處落入該區(qū)域后，恰好做勻速直線運動(忽略空氣阻力的作用)，求勻強磁場的磁感應強度的最小值．(重力加速度g＝10m/s2)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在如圖所示的平行板器件中，電場強度E和磁感應強度B相互垂直。一帶電粒子(重力不計) 從左端以速度v沿虛線射入后做直線運動，則該粒子
A．一定帶正電
B．速度
C．若速度，粒子一定不能從板間射出
D．若此粒子從右端沿虛線方向進入，仍做直線運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

真空中有一正方形區(qū)域abcd，讓一個帶電粒子（不計重力）從a點以相同的初速度v沿ab方向射入該區(qū)域；若區(qū)域內只有平行于ad 的勻強電場，粒子恰好從c點射出；若區(qū)域內只有垂直于abcd平面的勻強磁場，粒子也恰好從c點射出。則勻強電場的電場強度E與勻強磁場的磁感應強度B的大小關系是
A．
B．E = vB
C．E = 2vB
D．E = 4vB
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，勻強電場區(qū)域和勻強磁場區(qū)域是緊鄰的且寬度相等均為d，電場方向在紙平面內，而磁場方向垂直紙面向里．一帶正電粒子從O點以速度v0沿垂直電場方向進入電場．在電場力的作用下發(fā)生偏轉，從A點離開電場進入磁場，離開電場時帶電粒子在電場方向的偏移量為d，當粒子從C點穿出磁場時速度方向與進入電場O點時的速度方向一致，不計帶電粒子的重力，求：

小題1:粒子從C點穿出磁場時的速度v.
小題2:電場強度和磁感應強度的比值.

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