如圖甲所示，兩平行金屬板的板長不超過0.2 m，板間的電壓u隨時間t變化的圖線如圖乙所示，在金屬板右側(cè)有一左邊界為MN、右邊無界的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直紙面向里．現(xiàn)有帶正電的粒子連續(xù)不斷地以速度，沿兩板間的中線平行金屬板射入電場中，磁場邊界MN與中線垂直．已知帶電粒子的比荷，粒子所受的重力和粒子間的相互作用力均忽略不計(jì)．
(1)在每個粒子通過電場區(qū)域的時間內(nèi)，可以把板間的電場強(qiáng)度看作是恒定的．試說明這種處理能夠成立的理由．
(2)設(shè)時刻射入電場的帶電粒子恰能從平行金屬板邊緣射出，求該帶電粒子射出電場時的速度大小．
(3)對于所有經(jīng)過電場射入磁場的帶電粒子，設(shè)其射入磁場的入射點(diǎn)和從磁場射出的出射點(diǎn)間的距離為d，試判斷d的大小是否隨時間而變化？若不變，證明你的結(jié)論；若變，求出d的變化范圍．
　
(1)帶電粒子在金屬板間運(yùn)動時間故t時間內(nèi)金屬板間的電場可以認(rèn)為是恒定的．(2)

試題分析：(1)帶電粒子在金屬板間運(yùn)動時間，①
得，(或t時間內(nèi)金屬板間電壓變化，變化很小)②
故t時間內(nèi)金屬板間的電場可以認(rèn)為是恒定的．
(2) 時刻偏轉(zhuǎn)電壓
帶電粒子沿兩板間的中線射入電場恰從平行金屬板邊緣飛出電場，電場力做功③
由動能定理： ④
代入數(shù)據(jù)可得⑤

(3)設(shè)某一任意時刻射出電場的粒子速率為v，速度方向與水平方向的夾角為α，則
⑥
粒子在磁場中有⑦
可得粒子進(jìn)入磁場后，在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑
由幾何關(guān)系⑧
可得：，故d不隨時間而變化．
點(diǎn)評：本題是組合場問題，綜合應(yīng)用動能定理、牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)知識以及幾何知識，中等難度
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（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(qiáng)度均勻增加且變化率為的勻強(qiáng)磁場，abcd的電阻值也為R，其他電阻不計(jì)．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(jì)重力），經(jīng)過N板的小孔P進(jìn)入一個垂直紙面向內(nèi)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場，已知該圓形勻強(qiáng)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(qiáng)磁場時的速度；
（3）帶電粒子在圓形磁場中運(yùn)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(jì)算題

(18分)有一個1000匝的矩形線圈，兩端通過導(dǎo)線與平行金屬板AB相連（如圖所示），線圈中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場；已知AB板長為，板間距離為。當(dāng)穿過線圈的磁通量增大且變化率為時，有一比荷為的帶正電粒子以初速度從上板的邊緣射入板間，并恰好從下板的邊緣射出；之后沿直線MN運(yùn)動，又從N點(diǎn)射入另一垂直紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度為的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)(圖中未畫出)，離開圓形磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)了。不計(jì)帶電粒子的重力。試求

（1）AB板間的電壓
（2）的大小
（3）圓形磁場區(qū)域的最小半徑

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在xOy平面內(nèi)有一范圍足夠大的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)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(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動到磁場邊界P點(diǎn)時的速度剛好為零，P點(diǎn)坐標(biāo)為（l，l），不計(jì)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(qiáng)電場的方向．
（2）若該粒子在O點(diǎn)以沿OP方向、大小的初速度開始運(yùn)動，并從P點(diǎn)離開磁場，此過程中運(yùn)動到離過OP的直線最遠(yuǎn)位置時的加速度大小，則此點(diǎn)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(diǎn)勻速穿出磁場，設(shè)，求該粒子離開磁場后到達(dá)y軸時的位置坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，水平面內(nèi)有兩根互相平行且足夠長的光滑金屬軌道，它們間的距離L="0.20" m，在兩軌道的左端之間接有一個R=0.10的電阻。在虛線OO′（OO′垂直于軌道）右側(cè)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T。一根質(zhì)量m=0.10kg的直金屬桿垂直于軌道放在兩根軌道上。某時刻桿以=2.0m／s且平行于軌道的初速度進(jìn)入磁場，同時在桿上施加一個水平拉力，使其以=2.0m／s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動。桿始終與軌道垂直且它們之間保持良好接觸。桿和軌道的電阻均可忽略。

（1）請你通過計(jì)算判斷，在金屬桿向右運(yùn)動的過程中，桿上所施加的水平拉力的方向；
（2）在金屬桿向右運(yùn)動的過程中，求桿中的感應(yīng)電流為最大值的時，水平拉力的大�。�
（3）從金屬桿進(jìn)入磁場至速度減為零的過程中，電阻R上發(fā)出的熱量Q=0.13J，求此過程中水平拉力做的功。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，紙面內(nèi)有E、F、G三點(diǎn)，∠GEF=30°，∠EFG=135°，空間有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外。先使帶有電荷量為q（q>0）的點(diǎn)電荷a在紙面內(nèi)垂直于EF從F點(diǎn)射出，其軌跡經(jīng)過G點(diǎn)；再使帶有同樣電荷量的點(diǎn)電荷b在紙面內(nèi)與EF成一定角度從E點(diǎn)射出，其軌跡也經(jīng)過G點(diǎn)，兩點(diǎn)電荷從射出到經(jīng)過G點(diǎn)所用的時間相同，且經(jīng)過G點(diǎn)時的速度方向也相同。已知點(diǎn)電荷a的質(zhì)量為m，軌道半徑為R，不計(jì)重力，求：

（1）點(diǎn)電荷a從射出到經(jīng)過G點(diǎn)所用的時間；
（2）點(diǎn)電荷b的速度大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在一足夠大的空間內(nèi)存在著水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小E＝3.0×104N/C。有一個質(zhì)量m＝4.0×10－3kg的帶電小球，用絕緣輕細(xì)線懸掛起來，靜止時細(xì)線偏離豎直方向的夾角θ＝37°。取g＝10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，不計(jì)空氣阻力的作用。求：

(1)求小球所帶的電荷量及電性；
(2)如果將細(xì)線輕輕剪斷，求細(xì)線剪斷后，小球運(yùn)動的加速度大��；
(3)從剪斷細(xì)線開始經(jīng)過時間t＝0.20s，求這段時間內(nèi)小球電勢能的變化量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

光滑的平行金屬導(dǎo)軌長L＝2 m，兩導(dǎo)軌間距d＝0.5 m，軌道平面與水平面的夾角θ＝30°，導(dǎo)軌上端接一阻值為R＝0.6 Ω的電阻，軌道所在空間有垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T，如圖所示．有一質(zhì)量m＝0.5 kg、電阻r＝0.4 Ω的金屬棒ab，放在導(dǎo)軌最上端，其余部分電阻不計(jì)．已知棒ab從軌道最上端由靜止開始下滑到最底端脫離軌道的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q1＝0.6 J，取g＝10 m/s2，試求：

(1)當(dāng)棒的速度v＝2 m/s時，電阻R兩端的電壓；
(2)棒下滑到軌道最底端時速度的大�。�
(3)棒下滑到軌道最底端時加速度a的大�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

已知質(zhì)量為m的帶電液滴，以速度v射入互相垂直的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B中，液滴在此空間剛好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，如圖所示，求：

（1）液滴在空間受到幾個力作用。
（2）液滴帶電荷量及電性。
（3）液滴做勻速圓周運(yùn)動的半徑多大？

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