如圖所示，兩個幾何形狀完全相同的平行板電容器PQ和MN，豎直置于區(qū)域足夠大的水平方向勻強磁場中，兩電容器極板上端和下端分別在同一水平線上。已知P、Q和M、N板間距都是d，板間電壓都是U，極板長度均為L。今有一電子從極板邊緣的P、Q兩板間的中點O以速度v0進入，并剛好勻速直線運動穿過電容器，此后經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)又沿豎直方向進入并勻速直線運動穿過電容器M、N板間，穿過M、N板間電場后，再經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)又通過O點沿豎直方向進入電容器P、Q極板間，循環(huán)往復。已知電子質(zhì)量為m，電量為e，重力不計。

（1）求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B？
（2）電子從O點出發(fā)至第一次返回到O點經(jīng)過了多長時間？
（3）Q板和M板間的距離x滿足什么條件時，能夠達到題述過程的要求？
（1）（2）（3）
（1）因在電容器的極板間洛侖茲力與電場力大小相等，因此有：              
（2）電子通過一個電容器的時間
設(shè)電子在磁場中做圓周運動的周期為T，則有
電子在磁場中運動半個圓周的時間
電子第一次返回到O點的時間
（3）電子射出電容器后在磁場中做勻速圓周運動，設(shè)圓周半徑為R，根據(jù)洛侖茲力公式和向心力公式有
要使電子能進入M、N板間，則應(yīng)滿足
解得
本題考查帶電粒子在復合場中的運動，根據(jù)分別有電場和磁場的兩段運動分別求解，根據(jù)洛倫茲力提供向心力列式求解
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一質(zhì)子以速度V穿過互相垂直的電場和磁場區(qū)域而沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則
A．若電子以相同速度V射入該區(qū)域，將會發(fā)生偏轉(zhuǎn)
B．無論何種帶電粒子，只要以相同速度射入都不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)
C．若質(zhì)子的速度V’<V，它將向下偏轉(zhuǎn)而做類似平拋運動
D．若質(zhì)子的速度V’>V，它將向上偏轉(zhuǎn)，其運動軌跡既不是圓弧也不是拋物線。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(18分)
如圖甲,電阻不計的軌道MON與PRQ平行放置，ON及RQ與水平面的傾角=53°，MO及PR部分的勻強磁場豎直向下，ON及RQ部分的磁場平行軌道向下，磁場的磁感應(yīng)強度大小相同，兩根相同的導體棒ab和cd分別放置在導軌上，與導軌垂直并始終接觸良好。棒的質(zhì)量m=1.0kg，R=1.0，長度與導軌間距相同，L=1.0m，棒與導軌間動摩擦因數(shù)=0.5，現(xiàn)對ab棒施加一個方向向右，大力隨乙圖規(guī)律變化的力F的作用，同時由靜止釋放cd棒，則ab棒做初速度為零的勻加速直線運動，g取10m/s2，求

(1)ab棒的加速度大��；
(2)磁感應(yīng)強度B的大��；
(3)若已知在前2s內(nèi)外力做功W=30J，求這一過程中電路產(chǎn)生的焦耳熱；
(4)求cd棒達到最大速度所需的時間.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖4所示，相距為d的水平金屬板M、N的左側(cè)有一對豎直金屬板P、Q，板P上的小孔S正對板Q上的小孔O，M、N間有垂直于紙面向里的勻強磁場，在小孔S處有一帶負電粒子，其重力和初速度均不計，當滑動變阻器的滑片在AB的中點時，帶負電粒子恰能在M、N間做直線運動，當滑動變阻器的滑片滑到A點后      (　　)
A．粒子在M、N間運動過程中，動能一定不變
B．粒子在M、N間運動過程中，動能一定增大
C．粒子在M、N間運動過程中，動能一定減小
D．以上說法都不對

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在某地上空同時存在著勻強的電場與磁場，一質(zhì)量為m的帶正電小球，在該區(qū)域內(nèi)沿水平方向向右做直線運動，如圖6所示，關(guān)于場的分布情況可能的是(　　)
A．該處電場方向和磁場方向重合
B．電場豎直向上，磁場垂直于紙面向里
C．電場斜向里側(cè)上方，磁場斜向外側(cè)上方，均與v垂直
D．電場水平向右，磁場垂直于紙面向里

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示的空間分布Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域，各邊界面相互平行，Ⅰ區(qū)域存在勻強電場，電場強度E＝1.0×104 V/m，方向垂直邊界面向右．Ⅱ、Ⅲ區(qū)域存在勻強磁場，磁場的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度分別為B1＝2.0 T、B2＝4.0 T．三個區(qū)域?qū)挾确謩e為d1＝5 m、d2＝d3＝6.25 m，一質(zhì)量m＝1.0×10－8 kg、電荷量q＝1.6×10－6 C的粒子從O點由靜止釋放，粒子的重力忽略不計．求：

(1)粒子離開Ⅰ區(qū)域時的速度大小v；
(2)粒子在Ⅱ區(qū)域內(nèi)運動時間t；
(3)粒子離開Ⅲ區(qū)域時速度與邊界面的夾角α.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

 （2010·山東卷）25．（18分）如圖所示，以兩虛線為邊界，中間存在平行紙面且與邊界垂直的水平電場，寬度為d，兩側(cè)為相同的勻強磁場，方向垂直紙面向里。一質(zhì)量為、帶電量+q、重力不計的帶電粒子，以初速度垂直邊界射入磁場做勻速圓周運動，后進入電場做勻加速運動，然后第二次進入磁場中運動，此后粒子在電場和磁場中交替運動。已知粒子第二次在磁場中運動的半徑是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此類推。求

⑴粒子第一次經(jīng)過電場子的過程中電場力所做的功。
⑵粒子第n次經(jīng)過電場時電場強度的大小。
⑶粒子第n次經(jīng)過電場子所用的時間。
⑷假設(shè)粒子在磁場中運動時，電場區(qū)域場強為零。請畫出從粒子第一次射入磁場至第三次離開電場的過程中，電場強度隨時間變化的關(guān)系圖線（不要求寫出推導過程，不要求標明坐標明坐標刻度值）。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，真空中存在豎直向上的勻強電場和水平方向的勻強磁場，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物體以速度v在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，下列說法正確的是
A．電場強度為B．物體運動過程中機械能守恒
C．物體逆時針轉(zhuǎn)動D．磁感應(yīng)強度為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，空間Ⅰ區(qū)域存在方向垂直紙面向里的有界勻強磁場，左右邊界線MN與PQ相互平行，MN右側(cè)空間Ⅱ區(qū)域存在一周期性變化的勻強電場，方向沿紙面垂直MN邊界，電場強度的變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定向左為電場的正方向）．一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，在t=0時刻從電場中A點由靜止開始運動，粒子重力不計．
（1）若場強大小E1=E2=E，A點到MN的距離為L，為使粒子進入磁場時速度最大，交變電場變化周期的最小值T0應(yīng)為多少？粒子的最大速度v0為多大？
（2）設(shè)磁場寬度為d，改變磁感應(yīng)強度B的大小，使粒子以速度v1進入磁場后都能從磁場左邊界PQ穿出，求磁感應(yīng)強度B滿足的條件及該粒子穿過磁場時間t的范圍．
（3）若電場的場強大小E1=2E0，E2=E0，電場變化周期為T，t=0時刻從電場中A點釋放的粒子經(jīng)過n個周期正好到達MN邊界，假定磁場足夠?qū)�，粒子�?jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后又回到電場中，向右運動的最大距離和A點到MN的距離相等．求粒子到達MN時的速度大小v和勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小B．

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