如圖所示為帶電平行板電容器．電容為c．板長為L，兩板間距離d，在PQ板的下方有垂直紙面向里的勻強磁場．一個電荷量為、質(zhì)量為m的帶電粒子以速度從上板邊緣沿平行于板的方向射入兩板間．結(jié)果粒子恰好從下板右邊緣飛進磁場，然后又恰好從下板的左邊緣飛進電場．不計粒子重力．試求：

（1）板間勻強電場向什么方向?帶電粒子帶何種電荷?
（2）求出電容器的帶電量Q
（3）勻強磁場的磁感應強度B的大小；
（4）粒子再次從電場中飛出時的速度大小和方向．

（1） 豎直向上 負電荷 （2）  （3） （4）末速度即水平速度等于

解析試題分析：（1）粒子從下板右邊緣飛進磁場，然后又恰好從下板的左邊緣飛進電場，判斷進磁場時洛倫茲力方向向左下方，根據(jù)左手定則判斷，粒子帶負電荷
粒子從極板上邊沿進入電場，從下邊沿離開電場，說明電場力向下，粒子帶負電荷所以電場方向豎直向上。
（2）粒子進入板件勻強電場后做類平拋運動，水平方向勻速直線：，時間
豎直方向勻加速直線運動
根據(jù)牛頓第二定律可得，平行板電容器電荷量
綜上可得
（3）類平拋運動末速度反向延長線與水平位移的交點是水平位移的中點，所以有
在磁場中做勻速圓周運動，
運動軌跡如下圖，根據(jù)幾何關系可得
聯(lián)立可求解

（4）粒子再次進入電場時，根據(jù)對稱性，進入電場的速度與水平方向夾角也是，大小也是，水平方向分速度仍是，運動還是勻速運動，豎直方向與之前離開電場的速度大小相等，方向相反，之前是勻加速運動的末速度，此時是勻減速運動的初速度，所以當粒子離開電場時，水平位移為L，豎直位移為d，豎直方向速度剛好減速到0，所以末速度即水平速度等于
考點：帶電粒子在勻強電場和勻強磁場中的運動

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

在光滑的水平面上方，有兩個磁感應強度大小均為B，方向相反的水平勻強磁場，如圖．PQ為兩個磁場的邊界，磁場范圍足夠大．一個邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬正方形線框，以速度2v垂直磁場方向從如圖實線（I）位置開始向右運動，當線框運動到分別有一半面積在兩個磁場中的如圖（II）位置時，線框的速度為v，則下列說法正確的是

A．圖（II）時線框中的電功率為
B．此過程中回路產(chǎn)生的電能為
C．圖（II）時線框的加速度為
D．此過程中通過線框截面的電量為

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖a所示，與水平方向成37°角的直線MN下方有與MN垂直向上的勻強電場，現(xiàn)將一重力不計、比荷的正電荷置于電場中的O點由靜止釋放，經(jīng)過后，電荷以v0=1．5×l04m/s的速度通過MN進入其上方的勻強磁場，磁場與紙面垂直，磁感應強度B按圖b所示規(guī)律周期性變化（圖b中磁場以垂直紙面向外為正，以電荷第一次通過MN時為t=0時刻）。求：

（1）勻強電場的電場強度E;
（2）圖b中時刻電荷與第一次通過MN的位置相距多遠；  （3）如果電荷第一次通過MN的位置到N點的距離d=68cm，在N點上方且垂直MN放置足夠大的擋板．求電荷從O點出發(fā)運動到擋板所需的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，兩個界面S1和S2互相平行，間距為d，將空間分為三個區(qū)域。Ⅰ和Ⅲ兩區(qū)域內(nèi)有方向指向紙內(nèi)的勻強磁場，磁感應強度分別為B1和B2。區(qū)域Ⅱ內(nèi)是勻強電場E，方向從S1垂直指向S2。一質(zhì)量為m、電量為-q的粒子（重力不計）以平行于電場線的初速度v0，從與S1相距為d/4的O點開始運動，為使該粒子沿圖中的軌跡運動（軌跡的兩個半圓的半徑相等）。求：

（1）磁感應強度B1:B2之比應是多少？
（2）場強E應滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，豎直放置的平行帶電導體板A、B和水平放置的平行帶電導體板C、D，B板上有一小孔，從小孔射出的帶電粒子剛好可從C、D板間左上角切入C、D板間電場，已知C、D板間距離為d，長為2d，  UAB=UCD=U>0，在C、D板右側(cè)存在有一個垂直向里的勻強磁場。質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子由靜止從A板釋放，沿直線運動至B板小孔后貼近C板進入C、D板間，最后能進入磁場中。帶電粒子的重力不計。求：

（1）帶電粒子從B板小孔射出時的速度大小v0;
（2）帶電粒子從C、D板射出時的速度v大小和方向；
（3）欲使帶電粒子不再返回至C、D板間，右側(cè)磁場的磁感應強度大小應該滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，一光滑絕緣圓管軌道位于豎直平面內(nèi)，半徑為0.2m。以圓管圓心O為原點，在環(huán)面內(nèi)建立平面直角坐標系xOy，在第四象限加一豎直向下的勻強電場，其他象限加垂直于環(huán)面向外的勻強磁場。一帶電量為+1.0C、質(zhì)量為0.1kg的小球（直徑略小于圓管直徑），從x坐標軸上的b點由靜止釋放，小球剛好能順時針沿圓管軌道做圓周運動。（重力加速度g取10m/s2）

（1）求勻強電場的電場強度E；
（2）若第二次到達最高點a時，小球?qū)壍狼『脽o壓力，求磁感應強度B ；
（3）求小球第三次到達最高點a時對圓管的壓力。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標系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磁場，磁感應強度大小為B="0." 5T，還有沿x軸負方向的勻強電場，場強大小為E= 2N/C。在其第一象限空間有沿y軸負方向的、場強大小也為E的勻強電場，并在y＞h=0.4m的區(qū)域有磁感應強度也為B的垂直于紙面向里的勻強磁場．一個帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點得到一初速度，恰好能沿PO作勻速直線運動（PO與x軸負方向的夾角為θ=45°），并從原點O進入第一象限．已知重力加速度g=10m/s2，問：

（1）油滴在第一象限運動時受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的大小之比，并指出油滴帶何種電荷；
（2）油滴在P點得到的初速度大小；
（3）油滴在第一象限運動的時間以及油滴離開第一象限處的坐標值．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖甲所示，空間存在B=0.5T，方向豎直向下的勻強磁場，MN、PQ是處于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長直導軌，間距L=0.2m， R是連接在導軌一端的電阻，ab是跨接在導軌上質(zhì)量為m=0.1kg的導體棒。從零時刻開始，通過一小型電動機對ab棒施加一個牽引力F，方向水平向左，使其從靜止開始沿導軌做加速運動，此過程中棒始終保持與導軌垂直且接觸良好。圖乙是棒的v-t圖象，其中OA段是直線，AC是曲線，DE是曲線圖象的漸進線，小型電動機在12s末達到額定功率P=4.5W，此后保持功率不變。除R外，其余部分電阻均不計，g=10m/s2。

（1）求導體棒ab在0－12s內(nèi)的加速度大小
（2）求導體棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)及電阻R的值
（3）若t=17s時，導體棒ab達最大速度，從0－17s內(nèi)共發(fā)生位移100m，試求12s－17s內(nèi)，R上產(chǎn)生的熱量是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(13分)如圖甲所示，場強大小為E、方向豎直向上的勻強電場內(nèi)存在著一半徑為R的圓形區(qū)域，O點為該圓形區(qū)域的圓心，A點是圓形區(qū)域的最低點，B點是圓形區(qū)域最右側(cè)的點。在A點有放射源釋放出初速度大小不同、方向均垂直于場強向右的正電荷，電荷的質(zhì)量均為m，電量均為q，不計重力。試求：

（1）電荷在電場中運動的加速度多大？
（2）運動軌跡經(jīng)過B點的電荷在A點時的速度多大？
（3）若在圓形區(qū)域的邊緣有一圓弧形接收屏CBD，B點仍是圓形區(qū)域最右側(cè)的點，C、D分別為接收屏上最邊緣的兩點，如圖乙所示，∠COB=∠BOD=37°。求該屏上接收到的電荷的末動能大小的范圍。(提示：sin37°=0.6，cos37°=0.8。)

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