在平面直角坐標系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸負方向的勻強電場,第Ⅳ象限存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場,磁感應強度為B。一質(zhì)量為m.電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點以速度v0垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的N點與x軸正方向成θ=60°角射入磁場,最后從y軸負半軸上的P點垂直于y軸射出磁場,如圖所示。不計粒子重力,求:

(1)粒子過N點時速度;
(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑r;
(3)粒子從M點運動到P點的總時間t。
(1)(2)(3)

試題分析:(1)運動軌跡如圖所示:

設(shè)粒子過N點時速度v,有,所以,     
(2)粒子在磁場中以O(shè)/為圓做勻速圓周運動,半徑為O/N,有,故  
(3)由幾何關(guān)系得    ,粒子在電場中運動的時間t1,有ON=v0t1 ,所以
粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期:  
設(shè)粒子在磁場中運動的時間,有
得:
粒子從M點運動到P點的總時間
將t1.t2 代入得:
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相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,兩根足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ間距為l=0.5 m,其電阻不計,兩導軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角.完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置,每棒兩端都與導軌始終有良好接觸,已知兩棒質(zhì)量均為m=0.02 kg,電阻均為R=0.1 Ω,整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中,磁感應強度B=0.2 T,棒ab在平行于導軌向上的力F作用下,沿導軌向上勻速運動,而棒cd恰好能夠保持靜止.取g=10 m/s2,問:

(1)通過棒cd的電流I是多少,方向如何?
(2)棒ab受到的力F多大?
(3)棒cd每產(chǎn)生Q=0.1 J的熱量,力F做的功W是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

圖為帶電微粒的速度選擇器示意圖,若使之正常工作,則以下敘述哪個是正確的(     )

A.P1的電勢必須高于P2的電勢
B.從S2出來的只能是正電荷,不能是負電荷
C.如果把正常工作時的B和E的方向都改變?yōu)樵瓉淼南喾捶较,選擇器同樣正常工作
D.勻強磁場的磁感應強度B、勻強電場的電場強度E和被選擇的速度v的大小應滿足v=BE

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在圖所示的空間直角坐標系所在的區(qū)域內(nèi),同時存在勻強電場E和勻強磁場B。已知從坐標原點O沿x軸正方向射入的質(zhì)子,穿過此區(qū)域時未發(fā)生偏轉(zhuǎn),則可以判斷此區(qū)域中E和B的方向可能是

A.E和B都沿y軸的負方向
B.E和B都沿x軸的正方向
C.E沿y軸正方向,B沿z軸負方向
D.E沿z軸正方向,B沿y軸負方向

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)如圖所示,間距為L的光滑平行金屬導軌M、N水平固定,長為L、阻值為R0的金屬棒ab垂直于導軌放置,可緊貼導軌滑動。導軌右側(cè)連接一對水平放置的平行金屬板AC,板間距為d,板長也為L,導軌左側(cè)接阻值為R的定值電阻,其它電阻忽略不計。軌道處的磁場方向豎直向下,金屬板AC間的磁場方向垂直紙面向里,兩磁場均為勻強磁場且磁感應強度大小均為B。當ab棒以速度v0向右勻速運動時,一電量大小為q的微粒以某一速度從緊貼A板左側(cè)平行于A板的方向進入板間恰好做勻速圓周運動。試求:

(1)AC兩板間的電壓U;
(2)帶電微粒的質(zhì)量m;
(3)欲使微粒不打到極板上,帶電微粒的速度v應滿足什么樣的條件.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,虛線間空間存在由勻強電場E和勻強磁場B組成的正交或平行的電場和磁場,有一個帶正電小球(電量為+q,質(zhì)量為m)從正交或平行的電磁混合場上方的某一高度自由落下,那么,在電磁混合場中帶電小球可能沿直線通過的有(    )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)如圖所示,位于A板附近的放射源P連續(xù)釋放出質(zhì)量分別為m和2m、電荷量均為+q的a、b兩種粒子,它們從靜止開始經(jīng)極板A、B間電場加速后,沿中心軸線方向進入平行極板M、N間的偏轉(zhuǎn)電場,飛出偏轉(zhuǎn)電場后進入右側(cè)的有界勻強磁場,最后打在位于磁場邊界上的熒光屏上并產(chǎn)生光斑(熒光屏的下端位于中心軸線上).已知A、B問電壓為;極板M、N長為L,間距為,也板間電壓為,磁場的磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里,磁場的左邊界與中心軸線垂直.不計粒子的重力及其相互間的作用.求

(1)兩種粒子射入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度;
(2)兩種粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)距離和偏轉(zhuǎn)角度的正切值;
(3)實驗發(fā)現(xiàn),熒光屏上出現(xiàn)了兩個光斑,求這兩個光斑間的距離.

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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體板A、B和水平放置的平行帶電導體板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)磁場的磁感應強度大小應該滿足什么條件?

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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;
(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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