(19分)如圖所示，邊長為的正方形PQMN區(qū)域內(nèi)(含邊界)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，左側(cè)有水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為，質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒子從O點(diǎn)由靜止開始釋放，O、P、Q三點(diǎn)在同一水平直線上，OP=L，帶電粒子恰好從M點(diǎn)離開磁場，不計(jì)帶電粒子重力，求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；
（2）粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間；
（3）若磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度可調(diào)節(jié)(不考慮磁場變化產(chǎn)生的電磁感應(yīng))，帶電粒子從邊界NM上的點(diǎn)離開磁場，與N點(diǎn)距離為，求磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的可能數(shù)值．

（1）   (2)     (3) 、或

解析試題分析: （1）設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度大小為v，有    （2分）
粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑             （1分）
                        （2分）
解得：                    （2分）
（2）設(shè)粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，有    （2分）
粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 
解得：            （2分）
粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M經(jīng)歷的時(shí)間          （2分）
（3）若粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑為，且
由幾何關(guān)系得： 解得：
由得：      （2分）
同理，若   
解得：                  （2分）
               （2分）
磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的可能數(shù)值為：、和
考點(diǎn)：本題考查了帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定律、勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，豎直邊界PQ左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，右側(cè)有豎直向下的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，C為邊界上的一點(diǎn)，A與C在同一水平線上且相距為L，兩相同的粒子以相同的速率分別從A、C兩點(diǎn)同時(shí)射出，A點(diǎn)射出的粒子初速度沿AC方向，C點(diǎn)射出的粒子初速度斜向左下方與邊界PQ成夾角θ=。A點(diǎn)射出的粒子從電場中運(yùn)動(dòng)到邊界PQ時(shí)，兩粒子剛好相遇.若粒子質(zhì)量為m，電荷量為+q，重力不計(jì)，求：

（1）粒子初速度v0的大小；
（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（3）相遇點(diǎn)到C點(diǎn)的距離.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，在y＞0的空間中存在勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y＜0的空間中存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直xy平面（紙面）向外.一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過y軸上y=h處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過x軸上x=4h處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場，轉(zhuǎn)半圈后并經(jīng)過y軸上的P3點(diǎn).不計(jì)重力.求：

（1）電場強(qiáng)度的大��；
（2）粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向；
（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（8分）如圖所示，空間存在著電場強(qiáng)度E＝2.5×102 N/C、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場，在電場內(nèi)一長為L＝0.5 m的絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn)，另一端拴著質(zhì)量m＝0.5 kg電荷量q＝4×10－2 C的小球。現(xiàn)將細(xì)線拉至水平位置，將小球由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂。取g＝10 m/s2。求：

(1)小球的電性；
(2)細(xì)線能承受的最大拉力值。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（14分）在xOy平面第Ⅰ、Ⅱ象限中，存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E＝，在第Ⅲ、Ⅳ象限中，存在垂直于xOy平面方向的勻強(qiáng)磁場,如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝B，B2＝2B．帶電粒子a、b分別從第Ⅰ、Ⅱ象限的P、Q兩點(diǎn)（圖中沒有標(biāo)出）由靜止釋放，結(jié)果兩粒子同時(shí)分別進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B1、B2中，再經(jīng)過時(shí)間t第一次經(jīng)過y軸時(shí)恰在點(diǎn)M（0，－l）處發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)兩粒子的速度在同一直線上，碰撞前帶電粒子b的速度方向與y軸正方向成60°角，不計(jì)粒子重力和兩粒子間相互作用．求：

（1）兩帶電粒子的比荷及在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;
（2）帶電粒子釋放的位置P、Q兩點(diǎn)坐標(biāo)及釋放的時(shí)間差．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(18分) 如圖甲所示，長為l、相距為d的兩塊正對(duì)的平行金屬板AB和CD與一電源相連（圖中未畫出電源），B、D為兩板的右端點(diǎn)，兩板間電壓的變化如圖乙所示，在金屬板B、D端的右側(cè)有一與金屬板垂直放置的熒光屏MN，熒光屏距B、D端的距離為l，質(zhì)量為m，電荷量為e的電子以相同的初速度v0從極板左邊中央沿平行極板的直線O1O2連續(xù)不斷地射入。已知所有的電子均能夠從金屬板間射出，且每個(gè)電子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與電壓變化的周期相等，忽略極板邊緣處電場的影響，不計(jì)電子的重力以及電子之間的相互作用。求

（1）t=0和t=T/2時(shí)刻進(jìn)入兩板間的電子到達(dá)金屬板B、D端界面時(shí)偏離O1O2的距離之比
（2）兩板間電壓U0的最大值
（3）電子在熒光屏上分布的最大范圍

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，平面直角坐標(biāo)系中，在第二象限內(nèi)有豎直放置的兩平行金屬板，其中右板開有小孔；在第一象限內(nèi)存在內(nèi)、外半徑分別為、R的半圓形區(qū)域，其圓心與小孔的連線與x軸平行，該區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直紙面向里：在區(qū)域內(nèi)有電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場，方向與x軸負(fù)方向的夾角為60°。一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為－q的粒子（不計(jì)重力），從左金屬板由靜止開始經(jīng)過加速后，進(jìn)入第一象限的勻強(qiáng)磁場。求

（1）若兩金屬板間的電壓為U，粒子離開金屬板進(jìn)入磁場時(shí)的速度是多少：
（2）若粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，剛好不能進(jìn)入的中心區(qū)域，此情形下粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的速度大小。
（3）在（2）情形下，粒子運(yùn)動(dòng)到的區(qū)域，它第一次在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，在xOy平面中第一象限內(nèi)有一點(diǎn)P(4，3)，OP所在直線下方有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，OP上方有平行于OP向上的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E＝100V/m。一質(zhì)量m＝1×10－6kg，電荷量q＝2×10－3C帶正電的粒子，從坐標(biāo)原點(diǎn)O以初速度v＝1×103m/s垂直于磁場方向射入磁場，經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)速度方向與OP垂直并進(jìn)入電場，在經(jīng)過電場中的M點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)時(shí)的動(dòng)能為P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能的2倍，不計(jì)粒子重力。求：
 
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；
(2)O、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；
(3)M點(diǎn)的坐標(biāo)及粒子從O運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的時(shí)間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MNPQ相距L，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R
的電阻，在兩導(dǎo)軌間矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊界相距d0.現(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）.求：

（1）在圖中標(biāo)出當(dāng)棒ab進(jìn)入磁場后流過電阻R的電流方向;
（2）棒ab在離開磁場右邊界時(shí)的速度；
（3）棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個(gè)回路所消耗的電能.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案