如圖，虛線的左下方存在勻強磁場大小B。A、B是完全相同的兩個質量均為m的小金屬球(可看做質點)。A帶正電q,B不帶電且用長為L的細繩豎直懸掛在O點。整個空間存在豎直向上的勻強電場，場強大小為，A球在M點沿豎直向下射入磁場B，到達N點時速度水平，在N點與B球碰后交換速度，碰后B球剛好能以L為半徑，在豎直平面內運動到圓周最高點，A球則水平勻速從Q點射出。(重力加速度為g)不計一切摩擦。已知AB與水平面夾角為45°，BC與水平面夾角為θ=30°。

求：(1)B球被碰后的速度大小。
(2)A球射入點M到N的距離。
(3)A球從Q點水平射出時距N點的距離。（筆者感覺原試卷缺少條件，故做了改編，僅供參考）

（1）（2）（3）

解析試題分析：(1)A球、B球兩球碰后帶電量各為，B球從N點到圓周運動的最高點過程中，由動能定理有

在圓周運動的最高點由牛頓第二定律有

聯(lián)立解得
(2)A球從M到N做圓周運動，由牛頓第二定律有

又
由幾何關系有

(3)碰撞后，A球電荷量減半，將向下運動進入磁場，它將在重力、電場力和洛倫茲力的共同作用下，先向右偏振，根據(jù)提述，它最終水平向右勻速運動，從Q點射出磁場。
設A球從Q點水平射出時的速度為v，此時距N點的距離為x，則
由動能定理有
聯(lián)立解得：。
考點：帶點粒子在勻強磁場中的運動

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，MN與PQ是兩條水平放置彼此平行的光滑金屬導軌，導軌間距為l=0.5m。質量m=1kg，電阻r=0.5Ω的金屬桿ab垂直跨接在導軌上，勻強磁場的磁感線垂直紙面向里，磁感應強度的大小為B=2T，導軌左端接阻值R=2Ω的電阻，導軌電阻不計。ab桿受水平恒力F的作用后由靜止開始向右做變加速運動，后做勻速運動。勻速時ab桿的速度為v=2m/s，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）勻速時ab桿受到的水平恒力F的大��；
（2）速度等于1m/s時金屬桿的加速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）在平面直角坐標系的第一象限內存在一有界勻強磁場，該磁場的磁感應強度大小為B＝0．1T，方向垂直于xOy平面向里，在坐標原點O處有一正離子放射源，放射出的正離子的比荷都為＝1×106C／kg，且速度方向與磁場方向垂直。若各離子間的相互作用和離子的重力都可以忽略不計。
（1）如圖甲所示，若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁場，∠OAC＝30°，AO邊的長度l＝0．3m，正離子從O點沿x軸正方向以某一速度射入，要使離子恰好能從AC邊射出，求離子的速度大小及離子在磁場中運動的時間。
（2）如圖乙所示，若第一象限存在一未知位置的有界勻強磁場，正離子放射源放射出不同速度的離子，所有正離子入射磁場的方向均沿x軸正方向，且最大速度vm＝4．0×10 4m／s，為保證所有離子離開磁場的時候，速度方向都沿y軸正方向，試求磁場的最小面積，并在圖乙中畫出它的形狀。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，一電子（電荷量數(shù)值為e，質量為m）以速度垂直射入寬度為d的勻強磁場中，磁場上、下方向范圍無限大，穿出磁場時的速度方向與電子原來入射時的速度方向間的夾角是30°，則勻強磁場的磁感應強度為多大？穿過磁場的時間是多長？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）載流長直導線周圍磁場的磁感應強度大小為B＝kI/r，式中常量k>0，I為電流強度，r為距導線的距離。在水平長直導線MN正下方，矩形線圈abcd通以逆時針方向的恒定電流，被兩根等長的輕質絕緣細線靜止地懸掛，如圖所示。開始時MN內不通電流，此時兩細線內的張力均為T0。當MN通以強度為I1的電流時，兩細線內的張力均減小為T1；當MN內的電流強度變?yōu)镮2時，兩細線的張力均大于T0。

(1)分別指出強度為I1、I2的電流的方向；
(2)求MN分別通以強度為I1和I2電流時，線框受到的安培力F1與F2大小之比；
(3)當MN內的電流強度為I3時兩細線恰好斷裂，在此瞬間線圈的加速度大小為a，求I3。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，左側為兩間距d＝10 cm的平行金屬板，加上電壓；中間用虛線框表示的正三角形內存在垂直紙面向里的勻強磁場B1，三角形底點A與下金屬板平齊，AB邊的中點P恰好在上金屬板的右端點；三角形區(qū)域AC右側也存在垂直紙面向里，范圍足夠大的勻強磁場B2.現(xiàn)從左端沿中心軸線方向以v0射入一個重力不計的帶電微粒，微粒質量m＝1.0×10－10 kg，帶電荷量q＝1.0×10－4 C；帶電粒子恰好從P點垂直AB邊以速度v＝2×105 m/s進入磁場，則

(1)求帶電微粒的初速度v0；
(2)若帶電微粒第一次垂直穿過AC，則求磁感應強度B1及第一次在B1中飛行時間；
(3)帶電微粒再次經(jīng)AC邊回到磁場B1后，求的取值在什么范圍可以使帶電微粒只能從BC邊穿出？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）1932年，勞倫斯和利文斯設計出了回旋加速器�；匦铀倨鞯墓ぷ髟砣鐖D所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質量為m、電荷量為+q ，在加速器中被加速，加速電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應和重力作用。

（1）求粒子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；
（2）求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間t ；
（3）實際使用中，磁感應強度和加速電場頻率都有最大值的限制。若某一加速器磁感應強度和加速電場頻率的最大值分別為Bm、fm，試討論粒子能獲得的最大動能E㎞。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（13分）在一廣闊的勻強磁場中，建立一直角坐標系，如圖所示，在坐標系的原點O釋放一速率為v，質量為m電荷量為十q的粒子（重力不計），釋放時速度方向垂直于B的方向，且與x軸成30°角，

則(1)其第一次經(jīng)過y軸時，軌跡與y軸交點離O點距離為多少？（不考慮空氣阻力）
（2粒子從O點開始運動到穿過y軸時所用的時間
（3粒子做圓周運動圓心的坐標

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示， C、D為兩平行金屬板，C板帶正電，D板帶負電,C、D間加有電壓U=2.0×102V。虛線E為勻強磁場中的分界線，B1=B2=1.0×10-2 T，方向相反 。虛線F為過點O3的一條虛線,C、D、E、F相互平行，依次相距d="10m" 。現(xiàn)在金屬板中點O1由靜止釋放一質量m=1.0×10-12kg、電荷量q=1.0×10-8C的粒子，粒子被電場加速后穿過小孔O2 ,再經(jīng)過磁場B1、B2偏轉后，通過點O3。不計粒子重力(計算結果保留兩位有效數(shù)字)

(1)求粒子從O1到O3點的運動時間；
(2)若自粒子穿過O2開始，右方與虛線F相距 40m處有一與之平行的擋板G正向左以速度勻速移動，當與粒子相遇時粒子運動方向恰好與擋板平行，求的大�。�

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