（10分）如圖所示，直線PO與x軸成45°角，x軸上方又水平向右的勻強(qiáng)電場E1，下方有豎直向下的勻強(qiáng)電場E2,已知電場強(qiáng)度E1=E2=l0N/C，x軸下方還存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=l0T。現(xiàn)有一質(zhì)量m=1.0×10-5kg的帶電粒子,帶電荷量q=-1.0×10-5C.粒子由P點(diǎn)無初速釋放,PO=d=m(重力加速度g=10m/s2).求:

(1)粒子剛進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)的速度v；

(2)粒子第一次在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t和位移L。

 

解析：

粒子在兩個(gè)電場中所受的電場力大小相同,為

F=qE1=qE2=1.0×10-4 N

粒子所受的重力為

G=mg=1.0×10-4 N

可見在兩個(gè)電場中粒子所受電場力大小均等于重力大小。

⑴在x軸上方的電場中,粒子沿AO做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

合外力大小為 N

合外力方向：,θ=45°,即合外力與場強(qiáng)方向的夾角為45°,粒子將從原點(diǎn)O進(jìn)入x軸下方的復(fù)合場中。

加速度        m/s2        （2分）

粒子剛進(jìn)入x軸下方復(fù)合場時(shí)的速度為

m/s                    （2分）

⑵在x軸下方的復(fù)合場中，因?yàn)榱Ｗ铀艿闹亓碗妶隽ζ胶?所以粒子在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其周期    =0.628 s          （1分）

有對稱性可知，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)四分之三周期,所用時(shí)間為

   t=3T/4=0.47 s                （2分）

粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

=0.2 m                  （1分）

粒子離開磁場時(shí)速度方向與x軸成45°角,則粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的位移為

m=0.283 m        （2分）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?茂名二模）如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系xoy，在其第三象限空間有沿水平方向的、垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，還有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E．在其第一象限空間有沿y軸負(fù)方向的、場強(qiáng)為E′=
43
E的勻強(qiáng)電場，并在y＞h區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場．一個(gè)帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點(diǎn)得到一初速度，恰好能沿PO作直線運(yùn)動(dòng)（PO與x軸負(fù)方向的夾角為θ=37°），并從原點(diǎn)O進(jìn)入第一象限．已知重力加速度為g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，問：
（1）油滴的電性； 
（2）油滴在P點(diǎn)得到的初速度大�。�
（3）油滴在第一象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和離開第一象限處的坐標(biāo)值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系xoy，在其第三象限空間有沿水平方向的、垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T，還有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E=
2NC
．在其第一象限空間有沿y軸負(fù)方向的、場強(qiáng)大小也為E的勻強(qiáng)電場，并在y＞h=0.4m的區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場．一個(gè)帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點(diǎn)得到一初速度，恰好能沿PO作勻速直線運(yùn)動(dòng)（PO與x軸負(fù)方向的夾角為θ=45°），并從原點(diǎn)O進(jìn)入第一象限．已知重力加速度g=10m/s2，問：
（1）油滴在第一象限運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的大小之比；
（2）油滴在P點(diǎn)得到的初速度大��；
（3）油滴在第一象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間以及油滴離開第一象限處的坐標(biāo)值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，直線PO與x軸成45°角，x軸上方又水平向右的勻強(qiáng)電場E1，下方有豎直向下的勻強(qiáng)電場E2，已知電場強(qiáng)度E1=E2=l0N/C，x軸下方還存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=l0T．現(xiàn)有一質(zhì)量m=1.0×10-5kg的帶電粒子，帶電荷量q=-1.0×10-5C．粒子由P點(diǎn)無初速釋放，PO=d=
10
2
m （重力加速度g=10m/s2）．求：
（1）粒子剛進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)的速度v
（2）粒子第一次在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t和位移L．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，直線PO與軸成角，軸上方有水平向右的勻強(qiáng)電場，下方有豎直向下的勻強(qiáng)電場，已知電場強(qiáng)度N/C，軸下方還有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10T。現(xiàn)有一質(zhì)量的帶負(fù)電微粒，電荷量。微粒由P點(diǎn)無初速度釋放，PO間距離（取），求：

   （1）微粒剛進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)的速度的大小

   （2）微粒第一次在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移L

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