一個帶電粒子從A點射入水平方向的勻強電場中,粒子沿直線AB運動,AB與電場線的夾角為30°,如圖3-1-14所示.已知帶電粒子的質(zhì)量m=1.0×10-7 kg,電荷量q=1.0×10-10 C,A、B相距L=20 cm.(取g=10 m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

圖3-1-14

(1)試說明粒子在電場中運動的性質(zhì),要求說明理由;

(2)求電場強度的大小、方向;

(3)要使粒子從A點運動到B點,粒子進入電場的最小速度為多大?

解析：(1)粒子從A點射入電場后沿直線AB運動,說明粒子所受合外力必沿直線AB方向,而粒子所受重力方向豎直向下,所以粒子所受電場力必水平向左,才能合成沿直線AB,且方向為B→A的合外力.由于粒子所受合外力方向與射入電場的初速度方向相反,故粒子將沿AB做勻減速運動.

(2)由粒子帶正電荷,知電場方向與粒子所受電場力方向相同,即向左.由粒子所受合外力在垂直于AB方向分力為零得Fcos60°-mgcos30°=0,所以

E==1.7×104 N/C.

(3)粒子所受合外力F合=mgsin30°+qEcos30°=2.0×10-6N,由動能定理,得-F合L=0-mv02,所以v0= m/s=2.8 m/s.

答案：(1)勻減速直線運動  理由略

(2)E=1.7×104 N/C  水平向左

(3)v0=2.8 m/s

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

在如圖（a）所示的正方形平面oabc內(nèi)存在著垂直于該平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，已知正方形邊長為L．一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（不計重力）在t=0時刻平行于oc邊從o點射入磁場中．
（1）若帶電粒子從a點射出磁場，求帶電粒子在磁場中運動的時間及初速度大��；
（2）若磁場的磁感應(yīng)強度按如圖（b）所示的規(guī)律變化，規(guī)定磁場向外的方向為正方向，磁感應(yīng)強度的大小為B0，假使帶電粒子能從oa邊界射出磁場，求磁感應(yīng)強度B變化周期T的最小值；
（3）若所加磁場與第（2）問中的相同，要使帶電粒子從b點沿著ab方向射出磁場，求滿足這一條件的磁感應(yīng)強度變化的周期T及粒子射入磁場時的速度v0．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在如圖（a）所示的正方形平面oabc內(nèi)存在著垂直于該平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，已知正方形邊長為L．一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（不計重力）在t=0時刻平行于oc邊從o點射入磁場中．
（1）若帶電粒子從a點射出磁場，求帶電粒子在磁場中運動的時間及初速度大��；
（2）若磁場的磁感應(yīng)強度按如圖（b）所示的規(guī)律變化，規(guī)定磁場向外的方向為正方向，磁感應(yīng)強度的大小為B0，要使帶電粒子從b點沿著ab方向射出磁場，求滿足這一條件的磁感應(yīng)強度變化的周期T及粒子射入磁場時的最大速度vm．
（3）若磁場的磁感應(yīng)強度按如圖（b）所示的規(guī)律變化，規(guī)定磁場向外的方向為正方向，磁感應(yīng)強度的大小為B0，假使帶電粒子能從oa邊界射出磁場，求磁感應(yīng)強度B變化周期T的最小值；
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科目：高中物理 來源：2011年陜西省咸陽市高考物理二模試卷（解析版） 題型：解答題

在如圖（a）所示的正方形平面oabc內(nèi)存在著垂直于該平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，已知正方形邊長為L．一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（不計重力）在t=0時刻平行于oc邊從o點射入磁場中．
（1）若帶電粒子從a點射出磁場，求帶電粒子在磁場中運動的時間及初速度大��；
（2）若磁場的磁感應(yīng)強度按如圖（b）所示的規(guī)律變化，規(guī)定磁場向外的方向為正方向，磁感應(yīng)強度的大小為B，要使帶電粒子從b點沿著ab方向射出磁場，求滿足這一條件的磁感應(yīng)強度變化的周期T及粒子射入磁場時的最大速度vm．
（3）若磁場的磁感應(yīng)強度按如圖（b）所示的規(guī)律變化，規(guī)定磁場向外的方向為正方向，磁感應(yīng)強度的大小為B，假使帶電粒子能從oa邊界射出磁場，求磁感應(yīng)強度B變化周期T的最小值；

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科目：高中物理 來源：2012年安徽省滁州市南譙區(qū)烏衣中學(xué)高考物理模擬試卷（解析版） 題型：解答題

在如圖（a）所示的正方形平面oabc內(nèi)存在著垂直于該平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，已知正方形邊長為L．一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（不計重力）在t=0時刻平行于oc邊從o點射入磁場中．
（1）若帶電粒子從a點射出磁場，求帶電粒子在磁場中運動的時間及初速度大��；
（2）若磁場的磁感應(yīng)強度按如圖（b）所示的規(guī)律變化，規(guī)定磁場向外的方向為正方向，磁感應(yīng)強度的大小為B，假使帶電粒子能從oa邊界射出磁場，求磁感應(yīng)強度B變化周期T的最小值；
（3）若所加磁場與第（2）問中的相同，要使帶電粒子從b點沿著ab方向射出磁場，求滿足這一條件的磁感應(yīng)強度變化的周期T及粒子射入磁場時的速度v．

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