如圖所示，MN、PQ是平行金屬板，板長為L，兩板間距離為d，PQ板帶正電，MN板帶負電，在PQ板的上方有垂直紙面向里的勻強磁場．一個電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負電粒子以速度v0從MN板邊緣沿平行于板的方向射入兩板間，結(jié)果粒子恰好從PQ板左邊緣飛進磁場，然后又恰好從PQ板的右邊緣飛進電場．不計粒子重力．試求：

(1)兩金屬板間所加電壓U的大�。�

(2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大�。�

 

【答案】

(1)    (2)

【解析】

試題分析：(1)帶電粒子在電場中做類平拋運動，粒子在磁場中做勻速圓周運動，粒子的運動軌跡如圖所示，

設(shè)帶電粒子在平行金屬板勻強電場中運動的時間為t，加速度為a,由運動學規(guī)律得：

在水平方向上：

在豎直方向上：偏轉(zhuǎn)位移為

根據(jù)牛頓第二定律得：

又　　

聯(lián)立以上各式解得： .

(2) 帶電粒子以速度v飛出電場后射入勻強磁場做勻速圓周運動， 如圖所示，由運動學公式得： ，解得：粒子離開電場時的豎直分速度為

帶電粒子飛出電場時的速度大小為：

設(shè)速度方向和PQ所在直線的夾角為θ，

由幾何關(guān)系得：粒子在磁場中的運動半徑為

粒子在磁場中做圓周運動時洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：　

解得：

考點：本題考查帶電粒子在勻強磁場和勻強電場中的運動，勻速圓周運動規(guī)律、運動的合成與分解以及平面幾何相關(guān)知識，意在考查考生的分析綜合能力和運用數(shù)學知識解決物理問題的能力．

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?開封模擬）如圖所示，MN、PQ為足夠長的平行導軌，間距L=O.5m，導軌平面與水平面 間的夾角6=37°，NQ丄MN，NQ間連接有一個R=3Ω的電阻．有一勻強磁場垂直于 導軌平面，磁感應(yīng)強度為B=1T．將一根質(zhì)量為m=0.05kg的金屬棒放置在導軌上，金屬棒的電阻r=2Ω，其余部分電阻不計．現(xiàn)從ab由靜止釋放金屬棒，ab緊靠NQ，金屬棒沿導軌向下運動過程中始 終與NQ平行．已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，金屬棒滑行至cd處時速度大小開始保持不變，cd到ab的距 離為S=2m．（g取=10m/s2）
（1）金屬棒到達cd處的速度是多大？
（2）在金屬棒從ab運動到cd的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，MN、PQ為間距L=0.5m且足夠長的平行導軌，NQ⊥MN，導軌  平面與水平面間的夾角θ=37°，NQ間連接一個R=4Ω的電阻．一勻強磁場垂直于導軌平面，磁感應(yīng)強度B=1T．將一根質(zhì)量m=0.05kg、電阻r=1Ω的金屬棒ab，緊靠NQ放置在導軌上，且與導軌接觸良好，導軌的電阻不計．現(xiàn)靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與NQ平行．已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，當金屬棒滑行至cd處時已經(jīng)達到穩(wěn)定速度，cd離NQ的距離s=0.2m．g取l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8． 問：
（1）當金屬棒滑行至cd處時回路中的電流多大？
（2）金屬棒達到的穩(wěn)定速度多大？
（3）若將金屬棒滑行至以處的時刻記作t=0，從此時刻起，讓磁場的磁感應(yīng)強度逐漸減小，可使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則t=1s時磁感應(yīng)強度多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN、PQ是兩條在水平面內(nèi)、平行放置的光滑金屬導軌，導軌的右端接理想變壓器的原線圈，變壓器的副線圈與阻值為R=0.5Ω的電阻組成閉合回路，變壓器的原副線圈匝數(shù)之比n1：n2=2，導軌寬度為L=0.5m．質(zhì)量為m=1kg的導體棒ab垂直MN、PQ放在導軌上，在水平外力作用下，從t=0時刻開始往復運動，其速度隨時間變化的規(guī)律是v=2sin
π
2
t，已知垂直軌道平面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B=1T，導軌、導體棒、導線和線圈的電阻均不計，電流表為理想交流電表，導體棒始終在磁場中運動．則下列說法中正確的是（　�。�
A、在t=1s時刻電流表的示數(shù)為
1
2
2
A
B、導體棒兩端的最大電壓為1V
C、單位時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為0.25J
D、從t=0至t=3s的時間內(nèi)水平外力所做的功為0.75J

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN、PQ為足夠長的平行金屬導軌，間距L=0.50m，導軌平面與水平面間夾角θ=37°，N、Q間連接一個電阻R=5.0Ω，勻強磁場垂直于導軌平面向上，磁感應(yīng)強度B=1.0T．將一根質(zhì)量m=0.050kg的金屬棒放在導軌的ab位置，金屬棒的電阻為r=1.0Ω，導軌的電阻不計．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與導軌垂直，且與導軌接觸良好．已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.50，當金屬棒滑行至cd處時速度大小開始保持不變，位置cd與ab之間的距離s=2.0m．已知g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：
（1）金屬棒達到cd處的感應(yīng)電流大��；
（2）金屬棒從ab運動到cd的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN和PQ式固定在水平面內(nèi)間距L=0.02m的平行金屬軌道，軌道的電阻忽略不計，金屬桿ab垂直放置在軌道上．兩軌道間連接有阻值為R0=1.50Ω的電阻，ab桿的電阻R=0.50Ω，ab桿與軌道接觸良好并不計摩擦，整個裝置放置在磁感應(yīng)強度為B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向下．對ab桿施加一水平向右的拉力，使之以v=5.0m/s的速度在金屬軌道上向右勻速運動．求：
（1）通過電阻R0的電流；
（2）對ab桿施加的水平向右的拉力的大小；
（3）ab桿兩端的電勢差．

查看答案和解析>>

同步練習冊答案