(12分)如圖所示，坐標(biāo)平面第Ⅰ象限內(nèi)存在大小為E＝4×105 N/C、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第Ⅱ象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．質(zhì)荷比為＝4×10－10 kg/C的帶正電粒子從x軸上的A點(diǎn)以初速度v0＝2×107 m/s垂直x軸射入電場(chǎng)，OA＝0.2 m，不計(jì)重力．求：
(1)粒子經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的位置到原點(diǎn)O的距離；
(2)若要求粒子不能進(jìn)入第三象限，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進(jìn)入電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)情況．)
（1）0.4 m  （2）B≥(2＋2)×10－2 T

試題分析：(1)設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，粒子經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的位置與原點(diǎn)O的距離為y，
則：sOA＝at2                     (1分)
a＝                     (1分)
E＝                   (1分)
y＝v0t                    (2分)
聯(lián)立解得a＝1.0×1015 m/s2　t＝2.0×10－8 s　y＝0.4 m    （1分）
(2)粒子經(jīng)過(guò)y軸時(shí)在電場(chǎng)方向的分速度為：vx＝at＝2×107 m/s
粒子經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的速度大小為：v＝＝2×107 m/s       (1分)
與y軸正方向的夾角為θ，θ＝arctan ＝45°(1分)
要使粒子不進(jìn)入第三象限，如圖所示，此時(shí)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，則：

R＋R≤y            (2分)
qvB＝m              (1分)
聯(lián)立解得B≥(2＋2)×10－2 T.       （1分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（18分）如圖，在第二象限的圓形區(qū)域I存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域半徑為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，且垂直于Oxy平面向里;在第一象限的區(qū)域II和區(qū)域III內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度相等，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面。質(zhì)量為m、帶電荷量q（q＞0）的粒子a于某時(shí)刻從圓形區(qū)域I最高點(diǎn)Q（Q和圓心A連線與y軸平行）進(jìn)入?yún)^(qū)域I，其速度v＝ 。已知a在離開圓形區(qū)域I后，從某點(diǎn)P進(jìn)入?yún)^(qū)域II。該粒子a離開區(qū)域II時(shí)，速度方向與x軸正方向的夾角為30°；此時(shí)，另一質(zhì)量和電荷量均與a相同的粒子b從P點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域II，其速度沿x軸正向，大小是粒子a的。不計(jì)重力和兩粒子之間的相互作用力。求：
（1）區(qū)域II的寬度；
（2）當(dāng)a離開區(qū)域III時(shí)，a、b兩粒子的y坐標(biāo)之差.

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：應(yīng)用設(shè)計(jì)題

如圖所示，兩條間距l(xiāng)＝1 m的光滑金屬導(dǎo)軌制成傾角37°的斜面和水平面，上端用阻值為R＝4 Ω的電阻連接．在斜面導(dǎo)軌區(qū)域和水平導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)分別有垂直于斜面和水平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2，且B1＝B2＝0.5 T．a(chǎn)b和cd是質(zhì)量均為m＝0.1 kg，電阻均為r＝4 Ω的兩根金屬棒，ab置于斜面導(dǎo)軌上，cd置于水平導(dǎo)軌上，均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．已知t＝0時(shí)刻起，cd棒在外力作用下開始水平向右運(yùn)動(dòng)(cd棒始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng))，ab棒受到F＝0.6－0.2t(N)沿斜面向上的力作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)．不計(jì)導(dǎo)軌的電阻．

(1)求流過(guò)ab棒的電流Iab隨時(shí)間t變化的函數(shù)關(guān)系；
(2)分析并說(shuō)明cd棒在磁場(chǎng)B2中做何種運(yùn)動(dòng)；
(3)t＝0時(shí)刻起，1 s內(nèi)通過(guò)cd棒的電荷量q為多少？
(4)若t＝0時(shí)刻起，1.2 s內(nèi)作用在cd棒上外力做功為W＝16 J，則這段時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（14分）如圖所示的區(qū)域中，左邊為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ，右邊是一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小未知的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其方向平行于OC且垂直于磁場(chǎng)方向．一個(gè)質(zhì)量為m 、電荷量為-q 的帶電粒子從P孔以初速度v0沿垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)人勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，初速度方向與邊界線的夾角θ＝600，粒子恰好從C孔垂直于OC射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，最后打在Q點(diǎn)且OQ間距是OC間距的2倍，不計(jì)粒子的重力，求：

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小
（2）粒子從P運(yùn)動(dòng)到Q所用的時(shí)間 t
（3）粒子到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EKQ

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一帶電微粒由a點(diǎn)進(jìn)入電磁場(chǎng)并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（   ）
A．微粒一定帶負(fù)電B．微粒動(dòng)能一定減小
C．微粒的電勢(shì)能一定增加D．微粒的機(jī)械能不變

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（20分）相距L="1.5" m的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m1=1kg的金屬棒和質(zhì)量
為m2="0.27kg" 的金屬棒cd均通過(guò)棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖(a)所示，虛線上方磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，虛線下方磁場(chǎng)方問(wèn)豎直向下，兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同。棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，兩棒總電阻為1.8Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。ab棒在方向豎直向上，大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)cd捧也由靜止釋放。(取10m／s2)

（1）求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度的大��；
（2）已知在2s內(nèi)外力F做功40J，求這一過(guò)程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；
（3）判斷cd棒將做怎樣的運(yùn)動(dòng)，求出cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間，并在圖(c)中定性畫出cd棒所受摩擦力隨時(shí)間變化的圖像。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（18分）如圖甲所示，兩塊足夠大的平行金屬板水平放置，極板間加有空間分布均勻、大小隨時(shí)間周期性變化、方向豎直向下的電場(chǎng)，變化規(guī)律如圖乙所示，在t=0時(shí)刻從負(fù)極板由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為q（q<0）的質(zhì)點(diǎn)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度，同時(shí)t0也為已知量。


（1）若質(zhì)點(diǎn)恰好在t=3t0時(shí)刻到達(dá)正極板，試求兩極板之間的距離d
（2）在第（1）問(wèn)的條件下，在極板間再加上空間分布均勻、大小隨時(shí)間周期性變化、方向垂直紙面向外的磁場(chǎng)，變化規(guī)律如圖丙所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度。試求：
①帶電質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)正極板
②帶電質(zhì)點(diǎn)在極板間做圓周運(yùn)動(dòng)的最大半徑
③畫出質(zhì)點(diǎn)在極板間運(yùn)動(dòng)的軌跡圖（不需要寫計(jì)算過(guò)程）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（17分）如圖所示，真空中有以O(shè)1為圓心，r為半徑的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓形磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外。x=r的虛線右側(cè)足夠大的范圍內(nèi)有方向豎直向下、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。從O點(diǎn)在紙面內(nèi)向各個(gè)不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，設(shè)質(zhì)子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為e，質(zhì)量為m。求：

(1)質(zhì)子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大��；
(2)速度方向沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的質(zhì)子到達(dá)x軸所需的時(shí)間；
(3)速度方向與y軸正方向成37°角且與x軸正方向成127°角射入磁場(chǎng)的質(zhì)子到達(dá)x軸時(shí)的位置坐標(biāo)。(已知sin37°＝0.6，cos37°="0.8)"

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，兩平行金屬板A、B的板長(zhǎng)L=0．2m，板間距d=0．2m，兩金屬板間加如圖乙所示的交變電壓，并在兩板間形成交變的勻強(qiáng)電場(chǎng)，忽略其邊緣效應(yīng)，在金屬板上側(cè)有一方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其上下寬度D= 0．4m，左右范圍足夠大，邊界MN和PQ均與金屬板垂直，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B =1×l0－2T．在極板下側(cè)中點(diǎn)O處有一粒子源，從t=0時(shí)起不斷地沿著OO’發(fā)射比荷=1×l08 C/kg．初速度為v0=2×l05m/s的帶正電粒子，忽略粒子重力、粒子間相互作用以及粒子在極板間飛行時(shí)極板間的電壓變化．

（1）求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的最大速率；
（2）對(duì)于能從MN邊界飛出磁場(chǎng)的粒子，其在磁場(chǎng)的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的間距s是否為定值？若是，求該值；若不是，求s與粒子由O出發(fā)的時(shí)刻t之間的關(guān)系式；
（3）定義在磁場(chǎng)中飛行時(shí)間最長(zhǎng)的粒子為{A類粒子}，求出{A類粒子}在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間，以及由O出發(fā)的可能時(shí)刻．

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