（8分）如圖所示，相距為d的虛線AB、CD之間存在著水平向左的、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，M、N是平行于電場(chǎng)線的一條直線上的兩點(diǎn)，緊靠CD邊界的右側(cè)有一O點(diǎn)，與N點(diǎn)相距為l，在O點(diǎn)固定一電荷量為（k為靜電力常量）的正點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)只存在于CD邊界的右側(cè)。今在M點(diǎn)釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電量為-e的電子（重力不計(jì)）。求：

（1）電子經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度大小。
（2）判斷電子在CD右側(cè)做什么運(yùn)動(dòng)，并求出電子從M點(diǎn)釋放后經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的時(shí)間。

（1） （2）
 

解析試題分析：（1）設(shè)電子經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度為v，根據(jù)動(dòng)能定理，有
     2分
解得       1分
（2）設(shè)電子經(jīng)N點(diǎn)進(jìn)入點(diǎn)電荷電場(chǎng)后，由計(jì)算可知庫(kù)侖力恰好提供向心力，所以電子在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中做半徑為l的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，再次進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)減速后沿原路返回，以后做周期性運(yùn)動(dòng)，如圖所示    1分

電子第一次經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的時(shí)間為t1：    1分
電子在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T：    1分
電子第二次經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的時(shí)間t2：     1分
電子第三次經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的時(shí)間t3：    1分
電子第四次經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的時(shí)間t4：   分
所以電子經(jīng)過(guò)N點(diǎn)的時(shí)間為：
   分
    1分
考點(diǎn)：對(duì)于帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，明確其運(yùn)動(dòng)過(guò)程及運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，根據(jù)題目已知條件和求解的物理量選擇物理規(guī)律解決問(wèn)題．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（20分）如圖所示，豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系中，X軸上方有一個(gè)圓形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出），x軸下方分布有斜向左上與Y軸方向夾角θ=45°的勻強(qiáng)電場(chǎng)；在x軸上放置有一擋板，長(zhǎng)0.16m,板的中心與O點(diǎn)重合。今有一帶正電粒子從y軸上某點(diǎn)P以初速度v0=40m/s與y軸負(fù)向成45°角射入第一象限，經(jīng)過(guò)圓形有界磁場(chǎng)時(shí)恰好偏轉(zhuǎn)90°，并從A點(diǎn)進(jìn)入下方電場(chǎng)，如圖所示。已知A點(diǎn)坐標(biāo)（0.4m，0），勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=T，粒子的荷質(zhì)比C/kg，不計(jì)粒子的重力。問(wèn)：

（1）帶電粒子在圓形磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌跡半徑多大？
（2）圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為多少？
（3）為使粒子出電場(chǎng)時(shí)不打在擋板上，電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)滿足什么要求？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(17分)如圖所示，在xoy平面上，直線OM與x軸正方向夾角為45o，直線OM左側(cè)存在平行y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y軸負(fù)方向。直線OM右側(cè)存在垂直xoy平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電量為q，質(zhì)量為m帶正電的粒子（忽略重力）從原點(diǎn)O沿x軸正方向以速度vo射入磁場(chǎng)。此后，粒子穿過(guò)磁場(chǎng)與電場(chǎng)的邊界三次，恰好從電場(chǎng)中回到原點(diǎn)O。（粒子通過(guò)邊界時(shí)，其運(yùn)動(dòng)不受邊界的影響）

求： (1)粒子第一次在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度；
(3)粒子從O點(diǎn)射出至回到O點(diǎn)的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖(a)所示，有兩級(jí)光滑的絕緣平臺(tái)，高一級(jí)平臺(tái)距離絕緣板的中心Ｏ的高度為h，低一級(jí)平臺(tái)高度是高一級(jí)平臺(tái)高度的一半．絕緣板放在水平地面上，板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，一輕質(zhì)彈簧一端連接在絕緣板的中心，另一端固定在墻面上。邊界ＧＨ左邊存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為Ｅ，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化情況如圖(b)所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為Ｂ．有一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球從高一級(jí)平臺(tái)左邊緣以一定初速滑過(guò)平臺(tái)后在t=0時(shí)刻垂直于邊界ＧＨ進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)中，設(shè)小球剛進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)時(shí)磁場(chǎng)方向向外且為正值．小球做圓周運(yùn)動(dòng)至Ｏ點(diǎn)處恰好與絕緣板發(fā)生彈性碰撞，碰撞后小球立即垂直于邊界ＧＨ返回并滑上低一級(jí)平臺(tái)，絕緣板從C開(kāi)始向右壓縮彈簧的最大距離為Ｓ到達(dá)D，求：

⑴ 磁場(chǎng)變化的周期Ｔ；
⑵ 小球從高一級(jí)平臺(tái)左邊緣滑出的初速度v；
⑶ 絕緣板的質(zhì)量Ｍ；
⑷ 絕緣板壓縮彈簧具有的彈性勢(shì)能ＥP．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)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(duì)放置，直徑均為d，電阻不計(jì)。某金屬棒長(zhǎng)L、質(zhì)量m、電阻r，放在圓軌道最低點(diǎn)MM' 處，與兩導(dǎo)軌剛好接觸。兩圓軌道通過(guò)導(dǎo)線與電阻R相連�？臻g有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn)NN' 處時(shí)，對(duì)軌道恰無(wú)壓力（滑動(dòng)過(guò)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(shí)，判斷電阻R中電流的方向；
（2）金屬棒到達(dá)最高點(diǎn)NN' 處時(shí)，電路中的電功率；
（3）金屬棒從MM' 處滑到NN' 處的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。       

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示裝置由加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成。偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)處在加有電壓的相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板之間，勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平寬度為l，豎直寬度足夠大，處在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的右邊，如圖甲所示。大量電子（其重力不計(jì)）由靜止開(kāi)始，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。當(dāng)兩板沒(méi)有加電壓時(shí)，這些電子通過(guò)兩板之間的時(shí)間為2t0，當(dāng)在兩板間加上如圖乙所示的周期為2t0、幅值恒為U0的電壓時(shí)，所有電子均能通過(guò)電場(chǎng)，穿過(guò)磁場(chǎng)，最后打在豎直放置的熒光屏上（已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e）。求：

（1）如果電子在t=0時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，求它離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向位移大小；
（2）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，所有通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電子的偏向角（電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度方向與進(jìn)入電場(chǎng)速度方向的夾角）都相同。
（3）要使電子能垂直打在熒光屏上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，豎直面內(nèi)有一絕緣軌道，AB部分是光滑的四分之一圓弧，圓弧半徑R=0.5m，B處切線水平，BC部分為水平粗糙直軌道。有一個(gè)帶負(fù)電的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，運(yùn)動(dòng)到直軌道上的P處剛好停住。小滑塊的質(zhì)量m=1kg，帶電量為保持不變，滑塊小軌道BC部分間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，整個(gè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=4.0×102N/C.（g=10m/s2）

（1）求滑塊到達(dá)B點(diǎn)瞬間的速度大小
（2）求滑塊到達(dá)B點(diǎn)瞬間對(duì)軌道的壓力大小。
（3）求BP間的距離，

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的速度選擇裝置，兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌/和間距為L(zhǎng)與水平方向成角，上端接滑動(dòng)變阻器R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌向上，金屬棒ab質(zhì)量為垂直橫跨在導(dǎo)軌上。滑動(dòng)變阻器R兩端連接水平放置的平行金屬板，極板間距為d，板長(zhǎng)為2d，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直紙面向內(nèi)。粒子源能發(fā)射沿水平方向不同速率的帶電粒子，粒子的質(zhì)量為，電荷量為q，ab棒的電阻為r，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為2r，其余部分電阻不計(jì)，不計(jì)粒子重力。

（1）ab棒靜止未釋放時(shí)，某種粒子恰好打在上極板中點(diǎn)P上，該粒子帶何種電荷？該粒子的速度多大？
（2）調(diào)節(jié)變阻器使R=0.5r，然后釋放ab棒，求ab棒的最大速度？
（3）當(dāng)ab棒釋放后達(dá)到最大速度時(shí)，若變阻器在范圍調(diào)節(jié)，總有粒子能勻速穿過(guò)平行金屬板，求這些粒子的速度范圍？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

下圖是某裝置的垂直截面圖，虛線A1A2是垂直截面與磁場(chǎng)區(qū)邊界面的交線，勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在A1A2的右側(cè)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.4" T，方向垂直紙面向外，A1A2與垂直截面上的水平線夾角為45°。A1A2在左側(cè)，固定的薄板和等大的擋板均水平放置，它們與垂直截面交線分別為S1、S2，相距L="0.2" m。在薄板上P處開(kāi)一小孔，P與A1A2線上點(diǎn)D的水平距離為L(zhǎng)。在小孔處裝一個(gè)電子快門。起初快門開(kāi)啟，一旦有帶正電微粒通過(guò)小孔，快門立即關(guān)閉，此后每隔T=3.0×10-3s開(kāi)啟一此并瞬間關(guān)閉。從S1S2之間的某一位置水平發(fā)射一速度為v0的帶正電微粒，它經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后入射到P處小孔。通過(guò)小孔的微粒與檔板發(fā)生碰撞而反彈，反彈速度大小是碰前的0.5倍。

（1）經(jīng)過(guò)一次反彈直接從小孔射出的微粒，其初速度v0應(yīng)為多少？
（2）求上述微粒從最初水平射入磁場(chǎng)到第二次離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間。（忽略微粒所受重力影響，碰撞過(guò)程無(wú)電荷轉(zhuǎn)移。已知微粒的荷質(zhì)比C/kg。只考慮紙面上帶電微粒的運(yùn)動(dòng)）

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