（18分）如圖a所示，豎直直線MN左方有水平向右的勻強電場，現(xiàn)將一重力不計，比荷的正電荷置于電場中O點由靜止釋放，經(jīng)過后，電荷以v0=1.5×104m/s的速度通過MN進入其右方的勻強磁場，磁場與紙面垂直，磁感應(yīng)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，忽略磁場變化帶來的影響）。求：

（1）勻強電場的電場強度E；
（2）圖b中時刻電荷與O點的豎直距離r。
（3）如圖在O點下方d=39.5cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點出發(fā)運動到擋板所需要的時間。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
7.2×103N/C    4cm     2.1×10－4s

試題分析：（1）電荷在電場中做勻加速直線運動，設(shè)其在電場中運動的時間為t1 ,有:
根據(jù)
解得:
（2）當(dāng)磁場垂直紙面向外時,電荷運動的半徑:
周期
當(dāng)磁場垂直紙面向里時，電荷的運動半徑：周期：
電荷從t=0進入磁場開始做周期性運動，其運動軌跡如圖所示

時間內(nèi)，帶電粒子經(jīng)時間完成半周期圓周運動進入電場，在電場中往返時間為，再次進入磁場，磁場方向發(fā)生變化，經(jīng)完成半周期圓周運動，再次進入電場，在電場中往返時間為，距O點的距離為4cm.
（3）電荷從第一次通過MN開始,其運動的周期,
根據(jù)電荷的運動情況,可知,電荷到達擋板前運動的完整周期數(shù)為8個,此時電荷沿MN運動的距離: 
則最后的距離如圖乙所示,

有:
解得:,則       (3分)
故電荷運動的總時間
       (3分)
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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，豎直放置的平行帶電導(dǎo)體板A、B和水平放置的平行帶電導(dǎo)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(yīng)強度大小應(yīng)該滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）  如圖所示，在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強電場，在第一、第四象限內(nèi)分別存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小相等，方向如圖所示．現(xiàn)有一個帶電粒子在該平面內(nèi)從X軸上的P點，以垂直于X軸的初速度進入勻強電場，恰好經(jīng)過y軸上的Q點且與y軸成450角射出電場，再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于X軸進入下面的磁場．已知OP之間的距離為d（不計粒子的重力）求：

（1）Q點的坐標(biāo)；
（2）帶電粒子自進入電場至在磁場中第二次經(jīng)過X軸的時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（14分）如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩光滑金屬圓軌道，平行正對放置，直徑均為d，電阻不計。某金屬棒長L、質(zhì)量m、電阻r，放在圓軌道最低點MM' 處，與兩導(dǎo)軌剛好接觸。兩圓軌道通過導(dǎo)線與電阻R相連�？臻g有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B�，F(xiàn)使金屬棒獲得垂直紙面向里的初速度vo，當(dāng)其沿圓軌道滑到最高點NN' 處時，對軌道恰無壓力（滑動過程中金屬棒與圓軌道始終接觸良好）。重力加速度為g，求：

（1）金屬棒剛獲得垂直紙面向里的初速度時，判斷電阻R中電流的方向；
（2）金屬棒到達最高點NN' 處時，電路中的電功率；
（3）金屬棒從MM' 處滑到NN' 處的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。       

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(12分)如圖所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的粒子，從兩平行電極板正中央垂直電場線和磁感線以速度v飛入．已知兩極間距為d，磁感應(yīng)強度為B，這時粒子恰能沿直線穿過電場和磁場區(qū)域．今將磁感應(yīng)強度增大到某值，則粒子將落到極板上．已知粒子重力不計，則粒子落到極板上時的動能為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(19分)如圖所示，邊長為的正方形PQMN區(qū)域內(nèi)(含邊界)有垂直紙面向外的勻強磁場，左側(cè)有水平向右的勻強電場，場強大小為，質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒子從O點由靜止開始釋放，O、P、Q三點在同一水平直線上，OP=L，帶電粒子恰好從M點離開磁場，不計帶電粒子重力，求：

（1）磁感應(yīng)強度大小；
（2）粒子從O點運動到M點經(jīng)歷的時間；
（3）若磁場磁感應(yīng)強度可調(diào)節(jié)(不考慮磁場變化產(chǎn)生的電磁感應(yīng))，帶電粒子從邊界NM上的點離開磁場，與N點距離為，求磁場磁感應(yīng)強度的可能數(shù)值．

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（17分）如圖所示，串聯(lián)阻值為R的閉合電路中，邊長為L的正方形區(qū)域abcd存在一個方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度均勻增加且變化率為的勻強磁場，abcd的電阻值也為R，其他電阻不計．電阻兩端又向右并聯(lián)一個平行板電容器．在靠近M板處由靜止釋放一質(zhì)量為m、電量為+q的帶電粒子（不計重力），經(jīng)過N板的小孔P進入一個垂直紙面向內(nèi)、磁感應(yīng)強度為B的圓形勻強磁場，已知該圓形勻強磁場的半徑為.求：

（1）電容器獲得的電壓；
（2）帶電粒子從小孔P射入勻強磁場時的速度；
（3）帶電粒子在圓形磁場中運動的軌道半徑和它離開磁場時的偏轉(zhuǎn)角．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，一個質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負電的粒子(重力不計)，以初速度v由狹縫S1，垂直進入電場強度為E的勻強電場中．
(1)為了使此粒子不改變方向從狹縫S2穿出，則必須在勻強電場區(qū)域加入勻強磁場，求勻強磁場B1的大小和方向．
(2)帶電粒子從S2穿出后垂直邊界進入一個矩形區(qū)域，該區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強磁場，粒子運動軌跡如圖所示，若射入點與射出點間的距離為L，求該區(qū)域的磁感應(yīng)強度B2的大�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在xOy平面內(nèi)有一范圍足夠大的勻強電場，電場強度大小為E，電場方向在圖中未畫出．在y≤l的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于xOy平面向里．一電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子，從O點由靜止釋放，運動到磁場邊界P點時的速度剛好為零，P點坐標(biāo)為（l，l），不計粒子所受重力．

（1）求從O到P的過程中電場力對帶電粒子做的功，并判斷勻強電場的方向．
（2）若該粒子在O點以沿OP方向、大小的初速度開始運動，并從P點離開磁場，此過程中運動到離過OP的直線最遠位置時的加速度大小，則此點離OP直線的距離是多少？
（3）若有另一電荷量為-q、質(zhì)量為m的粒子能從O點勻速穿出磁場，設(shè)，求該粒子離開磁場后到達y軸時的位置坐標(biāo)．

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