（16分)在如圖所示的xoy坐標(biāo)系中，y>0的區(qū)域內(nèi)存在著沿y軸正方向、場強為E的勻強電場，y<0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場．一帶電粒子從y軸上的P(0，h)點以沿x軸正方向的初速度射出，恰好能通過x軸上的D(d，0)點．己知帶電粒子的質(zhì)量為m，帶電量為-q．h、d、q均大于0．不計重力的影響．

（1）若粒子只在電場作用下直接到達(dá)D點，求粒子初速度的大小；
（2）若粒子在第二次經(jīng)過x軸時到達(dá)D點，求粒子初速度的大小
（3）若粒子在從電場進入磁場時到達(dá)D點，求粒子初速度的大小；
（1） （2） （3）

試題分析：（1）若粒子只在電場作用下直接到達(dá)D點，設(shè)粒子在電場中運動的時間為t，
粒子沿x方向做勻速直線運動，則       （1分）
沿y方向做初速度為零的勻加速直線運動，則        （1分）
加速度             （1分）
粒子只在電場作用下直接到達(dá)D點的條件為       （1分）
聯(lián)立以上各式，解得：           （1分）
（2）若粒子在第二次經(jīng)過x軸時到達(dá)D點，其軌跡如圖3所示。
設(shè)粒子進入磁場的速度大小為v，v與x軸的夾角為θ，軌跡半徑為R，則：
            （1分）
           （1分）
粒子第二次經(jīng)過x軸時到達(dá)D點的條件為：          （2分）
聯(lián)立以上各式，解得：           （1分）
（3）若粒子在從電場進入磁場時到達(dá)D點，其軌跡如圖4所示。
根據(jù)運動對稱性可知：         （2分）
粒子在從電場進入磁場時到達(dá)D點的條件為：
，其中n為非負(fù)整數(shù)         （2分）
聯(lián)立以上各式，解得：       （2分）
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，兩平行金屬板A、B的板長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電場，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磁場，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，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B =1×l0－2T．在極板下側(cè)中點O處有一粒子源，從t=0時起不斷地沿著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極板間的電壓變化．

（1）求粒子進入磁場時的最大速率；
（2）對于能從MN邊界飛出磁場的粒子，其在磁場的入射點和出射點的間距s是否為定值？若是，求該值；若不是，求s與粒子由O出發(fā)的時刻t之間的關(guān)系式；
（3）定義在磁場中飛行時間最長的粒子為{A類粒子}，求出{A類粒子}在磁場中飛行的時間，以及由O出發(fā)的可能時刻．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖(a)所示，有兩級光滑的絕緣平臺，高一級平臺距離絕緣板的中心Ｏ的高度為h，低一級平臺高度是高一級平臺高度的一半．絕緣板放在水平地面上，板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，一輕質(zhì)彈簧一端連接在絕緣板的中心，另一端固定在墻面上。邊界ＧＨ左邊存在著正交的勻強電場和變化的磁場，電場強度為Ｅ，磁感應(yīng)強度變化情況如圖(b)所示，磁感應(yīng)強度大小均為Ｂ．有一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球從高一級平臺左邊緣以一定初速滑過平臺后在t=0時刻垂直于邊界ＧＨ進入復(fù)合場中，設(shè)小球剛進入復(fù)合場時磁場方向向外且為正值．小球做圓周運動至Ｏ點處恰好與絕緣板發(fā)生彈性碰撞，碰撞后小球立即垂直于邊界ＧＨ返回并滑上低一級平臺，絕緣板從C開始向右壓縮彈簧的最大距離為Ｓ到達(dá)D，求：

⑴ 磁場變化的周期Ｔ；
⑵ 小球從高一級平臺左邊緣滑出的初速度v；
⑶ 絕緣板的質(zhì)量Ｍ；
⑷ 絕緣板壓縮彈簧具有的彈性勢能ＥP．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖所示，水平絕緣軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R=0.40m。軌道所在空間存在水平向右的勻強電場，電場強度E=1.0×104N/C�，F(xiàn)有一電荷量q=+1.0×10 4C，質(zhì)量m=0.10kg的帶電體（可視為質(zhì)點），在水平軌道上的P點由靜止釋放，帶電體恰好能夠通過最高點C,已知帶電體與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.50，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）帶電體運動到圓形軌道的最低點B時，圓形軌道對帶電體支持力的大�。�
（2）帶電體在水平軌道上的釋放點P到B點的距離；
（3）帶電體第一次經(jīng)過C點后，落在水平軌道上的位置到B點的距離。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩平行金屬板的間距恰好等于極板的長度。現(xiàn)有重力不計的正離子束以相同的初速度v0平行于兩板從兩板的正中間向右射入。第一次在兩板間加恒定的電壓，建立起場強為E的勻強電場，則正離子束剛好從上極板的右邊緣射出；第二次撤去電場，在兩板間建立起磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于紙面的勻強磁場，則正離子束剛好從下極板右邊緣射出。由此可知E與B大小的比值是  （    ）
A．1.25v0B．0.5v0C．0.25v0 D．v0

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(17 分）如圖所示的坐標(biāo)系xOy中，x<0, y>0的區(qū)域內(nèi)有沿x軸正方向的勻強電場，的區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy坐標(biāo)平面向外的勻強磁場，X軸上A點坐標(biāo)為（－L，0)，Y軸上B點的坐標(biāo)為（0，）。有一個帶正電的粒子從A點以初速度vA沿y軸正方向射入勻強電場區(qū)域，經(jīng)過B點進入勻強磁場區(qū)域，然后經(jīng)x軸上的C點 (圖中未畫出）運動到坐標(biāo)原點O。不計重力。求：

(1)粒子在B點的速度vB是多大？
(2)C點與O點的距離xc是多大？
(3)勻強電場的電場強度與勻強磁場的磁感應(yīng)強度的比值是多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平放置的平行板電容器間有勻強磁場，開關(guān)S閉合時一帶電粒子恰好水平向右勻速穿過兩板，重力不計，下列說法正確的是 (　　)
A．保持開關(guān)閉合，若滑片P向上滑動，粒子不可能從下極板邊緣射出
B．保持開關(guān)閉合，若滑片P向下滑動，粒子不可能從下極板邊緣射出
C．保持開關(guān)閉合，若A極板向上移動后，調(diào)節(jié)滑片P的位置，粒子仍可能沿直線射出
D．如果開關(guān)斷開，粒子繼續(xù)沿直線射出

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

有一種“雙聚焦分析器”質(zhì)譜儀，工作原理如圖所示。加速電場的電壓為U，靜電分析器中有輻向會聚電場，即與圓心O1等距各點的電場強度大小相同，方向沿徑向指向圓心O1；磁分析器中以O(shè)2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面向外的勻強磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行．由離子源發(fā)出一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計），經(jīng)加速電場加速后，從M點沿垂直于該點的電場方向進入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運動，并從N點射出靜電分析器．而后離子由P點沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點射出，并進入收集器．測量出Q點與圓心O2的距離為d，位于Q點正下方的收集器入口離Q點的距離為d/2．（題中的U、m、q、R、d都為已知量）

（1）求靜電分析器中離子運動軌跡處電場強度E的大��；
（2）求磁分析器中磁感應(yīng)強度B的大��；
（3）現(xiàn)將離子換成質(zhì)量為4m ,電荷量仍為q的另一種正離子，其它條件不變．磁分析器空間足夠大，離子不會從圓弧邊界射出，收集器的位置可以沿水平方向左右移動，要使此時射出磁分析器的離子仍能進入收集器，求收集器水平移動的距離．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

寬度為L，足夠長的光滑傾斜導(dǎo)軌與水平面間夾角為θ，勻強磁場磁 感應(yīng)強度為B，方向垂直于導(dǎo)軌向上，范圍足夠大，導(dǎo)軌的上端連著一個阻值為R的電阻，下端連著一個阻值為2R的電阻，導(dǎo)軌電阻不計。金屬棒ab長為L，質(zhì)量為m，電阻也為R，垂直地放在導(dǎo)軌上。在某一平行于導(dǎo)軌向上的恒力(圖中未畫出)的作用下，ab棒從靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動，最后達(dá)到穩(wěn)定的運動狀態(tài)。整個過程中，通過斜面底端電阻2R的最大電流為I，求：

(1)通過ab棒的最大電流；(2)ab棒的最大加速度；(3)ab棒的最大速度。

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同步練習(xí)冊答案