如圖13所示，在xOy平面內(nèi)，Ⅰ象限中有勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向沿y軸正方向，在x軸的下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里.今有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為e的電子（不計(jì)重力），從y軸上的P點(diǎn)以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng).經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，沿著與x軸正方向成45°角方向進(jìn)入磁場(chǎng)，并能返回到原出發(fā)點(diǎn)P.求：

圖13

（1）作出電子運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖，并說明電子的運(yùn)動(dòng)情況；

（2）P點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離h；

（3）電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間第一次返回P點(diǎn)？

解析：（1）電子運(yùn)動(dòng)的軌跡示意圖如下圖所示，進(jìn)入電場(chǎng)從P到A，做類平拋運(yùn)動(dòng)（或勻變速曲線運(yùn)動(dòng)）；進(jìn)入磁場(chǎng)從A到C再到D，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；離開磁場(chǎng)從D到P，做勻速直線運(yùn)動(dòng).

（2）電子經(jīng)過A點(diǎn)的速度大小v=                              ①

電子從P到A，由動(dòng)能定理Eeh=mv2-mv02，②求出h=.                  ③

（3）電子從P到A t1=                                              ④

從A到C再到D，由洛倫茲力提供向心力Bev=           ⑤

由圖示分析知電子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角為270°，則得：t2=T=              ⑥

從D到P  t3=                                             ⑦

求出t=t1+t2+t3=.                                                 ⑧

答案：（1）略    （2）h=    （3）


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：

[物理-選修3-4]

（1）如圖1所示，在xOy平面內(nèi)有一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，頻率為2.5HZ．在t=0時(shí)，P點(diǎn)位于平衡位置，且速度方向向下，Q點(diǎn)位于平衡位置下方的最大位移處．則在t=0.35s時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)
BD
BD

A．位移大小相等，方向相同
B．速度大小相等，方向相同
C．速度大小相等，方向相反
D．加速度大小相等，方向相反
（2）兩束平行的細(xì)激光束，垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上，如圖2所示．已知其中一條光線沿直線穿過玻璃，它的入射點(diǎn)是O；另一條光線的入射點(diǎn)為A，穿過玻璃后兩條光線交于P點(diǎn)．已知玻璃截面的圓半徑為R，OA=
R
2
，OP=
3
R．求玻璃材料的折射率．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，在xOy平面內(nèi)存在磁場(chǎng)和電場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間周期性變化，B的變化周期為4t0，E的變化周期為2t0，變化規(guī)律分別如圖乙和圖丙所示．在t=0時(shí)刻從O點(diǎn)發(fā)射一帶負(fù)電的粒子（不計(jì)重力），初速度大小為v0，方向沿y軸正方向．在x軸上有一點(diǎn)A（圖中末標(biāo)出），坐標(biāo)為（
48v0t0
π
，0）．若規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向，y軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向，v0、t0、B0為已知量，磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小滿足：
E0
B0
=
v0
π
；粒子的比荷滿足：
q
m
=
π
B0t0
．求：
（1）在t=
t0
2
時(shí)，粒子的位置坐標(biāo)；
（2）粒子偏離x軸的最大距離；
（3）粒子運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn)的時(shí)間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，在xoy坐標(biāo)平面內(nèi)，第一象限有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（MN為磁場(chǎng)區(qū)域的右邊界，且與x軸垂直）；第二象限的平行板電容器與y軸平行放置，與電容器兩極板相連、面積為S的圓形單匝金屬線圈內(nèi)有方向垂直紙面向外，大小按圖乙所示均勻變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)在t0時(shí)間內(nèi)從零開始增大到B0；第四象限存在場(chǎng)強(qiáng)為E0、方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．一電量為-q，質(zhì)量為m的粒子（不計(jì)重力）從電容器左極板附近由靜止開始被加速，從右極板小孔P射出后垂直y軸進(jìn)入磁場(chǎng)，之后又恰能垂直x軸進(jìn)入電場(chǎng)．求：
（1）電容器兩板間的電勢(shì)差多大？
（2）粒子第一次到達(dá)x軸時(shí)離O點(diǎn)的距離．
（3）若粒子恰能垂直MN穿出磁場(chǎng)，粒子從y軸進(jìn)入磁場(chǎng)到由MN穿出磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間是多長(zhǎng)？
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖11所示，在xOy平面上，一個(gè)以原點(diǎn)O為中心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在著一勻強(qiáng)磁場(chǎng).磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于xOy平面向里.在O點(diǎn)處原來靜止著一個(gè)具有放射性的原子核——氮()，某時(shí)刻該核發(fā)生衰變，放出一個(gè)正電子和一個(gè)反沖核.已知正電子從O點(diǎn)射出時(shí)沿x軸正方向，而反沖核剛好不會(huì)離開磁場(chǎng)區(qū)域.不計(jì)重力影響和粒子間的相互作用.

圖11

(1)試寫出衰變方程；

(2)畫出正電子和反沖核的軌跡示意圖；

(3)求正電子離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的坐標(biāo).

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