如圖a所示,水平直線MN下方有豎直向下的勻強(qiáng)電場,現(xiàn)將重力不計、比荷=106C/kg的負(fù)電荷于電場中的O點由靜止釋放,經(jīng)過×105 s后電荷以v0=1.5×104 m/s的速度通過MN進(jìn)人其上方的勻強(qiáng)磁場,磁場與紙面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化。圖中以垂直紙面向里為正,電荷通過MN時為t=0時刻.

求:(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E及O點與直線MN之間的距離;
(2)如果在O點正右方d = 68cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從O點出發(fā)運動到擋板的時間.
(1)1.57cm      (2)  3.86×104s
(1)電荷在電場中做勻減速直線運動,設(shè)其在電場中運動的時間為t,根據(jù)動量定理可知,

解得            (2分)
O點與直線MN之間的距離    (2分)
(2)當(dāng)磁場垂直紙面向里時,
電荷運動的半徑        (2分)
周期                  (2分)
當(dāng)磁場垂直紙面向外時,
電荷運動的半徑         (2分)
周期      (2分)
根據(jù)電荷的運動情況可知,電荷到達(dá)擋板前運動的完整周期數(shù)為15個,即沿ON運動的距離S=15△d=60cm,最后8cm的距離如圖所示,
                     (2分)
解得               (2分)
故電荷運動的總時間
T=      ( 4分)
        (2分)
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

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(2)若小球能始終在電場所在空間做周期性運動.則當(dāng)小球運動的周期最大時,求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B0及運動的最大周期T的大小.
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如圖所示為某種新型分離設(shè)備內(nèi)部電、磁場分布情況圖。自上而下分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域。區(qū)域Ⅰ寬度為d1,分布有沿紙面向下的勻強(qiáng)電場E1;區(qū)域Ⅱ?qū)挾葹閐2,分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1;寬度可調(diào)的區(qū)域Ⅲ中分布有沿紙面向下的勻強(qiáng)電場E2和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2,F(xiàn)有一群質(zhì)量和帶電量均不同的帶電粒子從區(qū)域Ⅰ上邊緣的注入孔A點被注入,這些粒子都只在電場力作用下由靜止開始運動,然后相繼進(jìn)入Ⅱ、Ⅲ兩個區(qū)域,滿足一定條件的粒子將回到區(qū)域Ⅰ,其他粒子則從區(qū)域Ⅲ飛出,三區(qū)域都足夠長。已知能飛回區(qū)域Ⅰ的帶電粒子的質(zhì)量為m=6.4×10—27kg、帶電量為q=3.2×10—19C,且有d1=10cm,d2=5cm,E1=" " E2=40V/m,B1=4×10—3T,B2=2×10—3T。試求:

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(1)圖象中的比值.
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