如圖所示,質(zhì)量為m,電量為q的帶正電
的微粒以初速度v0垂直射入相互垂直的勻強電場和
勻強磁場中,剛好沿直線射出該場區(qū),若同一微粒
以初速度v0/2垂直射入該場區(qū),則微粒沿圖示的
曲線從P點以2v0速度離開場區(qū),求微粒在場區(qū)中
的橫向(垂直于v0方向)位移,(已知磁場的磁感應(yīng)強度大小為B.)
s=15mv0/(8qB).
速度為v0時粒子受重力、電場力和磁場力,三力在豎直方向平衡;速度為v0/2時,磁場力變小,三力不平衡,微粒應(yīng)做變加速度的曲線運動.
當微粒的速度為v0時,做水平勻速直線運動,有: qE=mg+qv0B    ①;
當微粒的速度為v0/2時,它做曲線運動,但洛倫茲力對運動的電荷不做功,只有重力和電場力做功,設(shè)微粒橫向位移為s,由動能定理
(qE-mg)s=1/2m(2v0)2-1/2m(v0/2)2     ②.
將①式代入②式得qv0BS=15mv02/8,
所以s=15mv0/(8qB).
由于洛倫茲力的特點往往會使微粒的運動很復雜,但這類只涉及初、末狀態(tài)參量而不涉及中間狀態(tài)性質(zhì)的問題常用動量、能量觀點分析求解?
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


(1)粒子剛穿出第一個有電場和磁場分布的區(qū)域時,其速度的水平分量vx為多大?
(2)如圖2所示,粒子穿過其中任意一個有電場和磁場分布的區(qū)域時,其速度的水平分量的變化量△vx為多大?
(3)求粒子到達第幾個有電場和磁場分布的區(qū)域時,帶電粒子不能從該區(qū)域的下方射出來?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,半徑R=0.8m的四分之一光滑圓弧軌道位于豎直平面內(nèi),與長CD=2.0m的絕緣水平面平滑連接。水平面右側(cè)空間存在互相垂直的勻強電場和勻強磁場。電場強度E=40N/C,方向豎直向上,磁場的磁感應(yīng)強度B=1.0T,方向垂直紙面向外。兩個質(zhì)量均為m=2.0×10-6kg的小球,球不帶電,球帶q=1.0×10-6C的正電,并靜止于水平面右邊緣處。將球從圓弧軌道頂端由靜止釋放,運動到D點與球發(fā)生正碰,碰后兩球粘合在一起以速度飛入復合場中,最后落在地面上的P點。己知小球在水平面上運動時所受的摩擦阻力,取g=10m/s2。、均可作為質(zhì)點。求:   
(1) 與b碰前a的速度
(2) 水平面離地面的高度
(3) 從小球開始釋放到落地前瞬間的整個運動過程中,系統(tǒng)損失的機械能。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


(1)離子運動的速度為多大?
(2)離子的質(zhì)量應(yīng)在什么范圍內(nèi)?
(3)現(xiàn)只改變AOy區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度大小,使離子都不能打到x軸上,磁感應(yīng)強度大小B2´應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,光滑絕緣的水平面上方,左邊有垂直紙面向里的勻強磁場,右邊有豎直向上的勻強電場。質(zhì)量為m、帶電量為q(正電)的小球a,以水平向右的初速度v沿水平面進入勻強磁場和勻強電場,恰好都不脫離水平面。在勻強電場中用絕緣細線懸掛一個質(zhì)量也為m的不帶電的小球b(可視為質(zhì)點),小球處于靜止且對水平面無壓力。小球a進入勻強電場后與小球b正碰并粘在一起,恰好能繞懸掛點O在勻強電場中做豎直面內(nèi)的圓周運動。若重力加速度為g,求:
(1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B
(2)勻強電場的電場強度E;
(3)絕緣細線的長度l。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

有人設(shè)想用題圖所示的裝置來選擇密度相同、大小不同的球狀納米粒子。粒子在電離室中電離后帶正電,電量與其表面積成正比。電離后,粒子緩慢通過小孔O1進入極板間電壓為U的水平加速電場區(qū)域I,再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強電場、磁場區(qū)域II,其中磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向如圖。收集室的小孔O3O1、O2在同一條水平線上。半徑為r0的粒子,其質(zhì)量為m0、電量為q0剛好能沿O1O3直線射入收集室。不計納米粒子重力。(
(1)試求圖中區(qū)域II的電場強度;
(2)試求半徑為r的粒子通過O2時的速率;
(3)討論半徑rr2的粒子剛進入?yún)^(qū)域II時向哪個極板偏轉(zhuǎn)。
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖在直角坐標XOY的第一象限內(nèi)有豎直向下的勻強電場E=0.5V/m,垂直紙面向里的邊界與X軸平行的勻強磁場B=0.4T,一開口向上光滑絕緣圓筒內(nèi)有一內(nèi)徑略小的帶正電小球m=1kg,q=+10C,圓筒的長度與勻強磁場的寬度相等,由O點開始,圓筒向右以v0=5m/s勻速直線運動,經(jīng)過一段時間,圓筒運動到P點(P在磁場上邊界)時小球恰好滑出筒口并且有了與X軸正向夾角θ=600斜向上的速度,之后小球在電場中運動,重力加速度取10m/s2求:小球再次回到與P點等高時的坐標值?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,Q1、Q2帶等量正電荷,固定在絕緣平面上,在其連線上有一光滑的絕緣桿,桿上套一帶正電的小球,桿所在的區(qū)域同時存在一個勻強磁場,方向如圖所示,小球的重力不計,現(xiàn)將小球從圖示位置從靜止釋放,在小球運動過程中,下列說法中正確的是(   )
A.小球加速度將不斷變化
B.小球速度將一直增大
C.小球所受洛倫茲力將一直增大
D.小球所受洛倫茲力大小變化,但方向始終不變

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

場強為E的勻強電場和磁感強度為B的勻強磁場正交.如圖質(zhì)量為m的帶電粒子在垂直于磁場方向的豎直平面內(nèi),做半徑為R的勻速圓周運動,設(shè)重力加速度為g,則下列結(jié)論不正確的是(  )
A.粒子帶負電,且q=
mg
E
B.粒子順時針方向轉(zhuǎn)動
C.粒子速度大小v=
BgR
E
D.粒子的機械能守恒

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