如圖，在XOY平面第一象限整個區(qū)域分布一勻強電場，電場方向平行y軸向下．在第四象限內(nèi)存在一有界勻強磁場，左邊界為Y軸，右邊界為的直線，磁場方向垂直紙面向外．一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子從y軸上P點以初速度v0垂直y軸射入勻強電場，在電場力作用下從X軸上Q點以與X軸正方向45°角進入勻強磁場．已知OQ＝d，不計粒子重力．求：

（1）P點坐標(biāo)；
（2）要使粒子能再進入電場，磁感應(yīng)強度B的取值范圍；
（3）要使粒子能第二次進入磁場，磁感應(yīng)強度B的取值范圍．
（1）（2）（3）

試題分析：（1）設(shè)粒子離開電場時y方向的速度為,則 
設(shè)粒子在電場中運動時間為，則根據(jù)平拋運動規(guī)律
              （1分）  
豎直方向勻變速，所以             （1分）
由以上各式，解得    點坐標(biāo)為 （1分）
（注：此問解法較多，可視具體情況給分）
(2)粒子剛好能再進入電場的軌跡如圖所示，

設(shè)此時的軌跡半徑為r1，則
 解得：        （2分）
令粒子在磁場中的速度為 ，則          （1分）
根據(jù)牛頓第二定律   解得：
要使粒子能再進入電場，磁感應(yīng)強度B的范圍   （ 1分）
(3)要使粒子剛好從處第二次進入磁場的軌跡如圖，

粒子從P到Q的時間為t，豎直方向速度從0增加到，從C點回到電場到D點離開電場，豎直方向速度從減小到0再增加到，運動時間則為，水平分速度沒有變化，所以  
     
設(shè)此時粒子在磁場中的軌道半徑為， 由幾何關(guān)系 
解得          （2分）
根據(jù)牛頓第二定律  解得
要使粒子能第二次進磁場，粒子必須先進入電場，故磁感應(yīng)強度B要滿足     （1分）
綜上所述要使粒子能第二次進磁場，磁感應(yīng)強度B要滿足
           (2分)
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：計算題

（19分）如圖所示裝置中，區(qū)域Ⅰ和Ⅲ中分別有豎直向上和水平向右的勻強電場，電場強度分別為E和E/2;Ⅱ區(qū)域內(nèi)有垂直向外的水平勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負電粒子（不計重力）從左邊界O點正上方的M點以速度v0水平射入電場，經(jīng)水平分界線OP上的A點與OP成60°角射入Ⅱ區(qū)域的磁場，并垂直豎直邊界CD進入Ⅲ區(qū)域的勻強電場中。求:

（1）粒子在Ⅱ區(qū)域勻強磁場中運動的軌道半徑;
（2）O、M間的距離;
（3）粒子從M點出發(fā)到第二次通過CD邊界所經(jīng)歷的時間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（20分）電視機的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用電偏和磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實現(xiàn)的。如圖甲所示，電子槍發(fā)射出的電子經(jīng)小孔S1進入豎直放置的平行金屬板M、N間，兩板間所加電壓為U0；經(jīng)電場加速后，電子由小孔S2沿水平放置金屬板P和Q的中心線射入，兩板間距離和長度均為；距金屬板P和Q右邊緣處有一豎直放置的熒光屏；取屏上與S1、S2共線的O點為原點，向上為正方向建立x軸。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度可以忽略。不計電子重力和電子之間的相互作用。
（1）求電子到達小孔S2時的速度大小v；
（2）若金屬板P、Q間只存在垂直于紙面向外的勻強磁場，電子恰好經(jīng)過P板的右邊緣飛出，求磁場的磁感應(yīng)強度大小B；
（3）若金屬板P和Q間只存在電場，P、Q兩板間電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，單位時間內(nèi)從小孔S1進入的電子個數(shù)為N。電子打在熒光屏上形成一條亮線；每個電子在板P和Q間運動的時間極短，可以認為兩板間的電壓恒定；忽略電場變化產(chǎn)生的磁場。試求在一個周期（即2t0時間）內(nèi)打到熒光屏單位長度亮線上的電子個數(shù)n。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（19分）如圖甲所示，x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上。在xoy平面內(nèi)有與y軸平行的勻強電場，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)加有與xoy平面垂直的勻強磁場。在坐標(biāo)原點O處放置一帶電微粒發(fā)射裝置，它可以連續(xù)不斷地發(fā)射具有相同質(zhì)量m、電荷量q（q＞0）和初速度為的帶電微粒。（已知重力加速度g）

（1）當(dāng)帶電微粒發(fā)射裝置連續(xù)不斷地沿y軸正方向發(fā)射這種帶電微粒時，這些帶電微粒將沿圓形磁場區(qū)域的水平直徑方向離開磁場，并繼續(xù)沿x軸正方向運動。求電場強度E和磁感應(yīng)強度B的大小和方向。
（2）調(diào)節(jié)坐標(biāo)原點處的帶電微粒發(fā)射裝置，使其在xoy平面內(nèi)不斷地以相同速率v0沿不同方向?qū)⑦@種帶電微粒射入第Ⅰ象限，如圖乙所示。現(xiàn)要求這些帶電微粒最終都能平行于x軸正方向運動，則在保證電場強度E和磁感應(yīng)強度B的大小和方向不變的條件下，求出符合條件的磁場區(qū)域的最小面積。 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖在xoy平面內(nèi)有平行于x軸的兩個足夠大的熒光屏M、N，它們的位置分別滿足y=l和y=0，兩屏之間為真空區(qū)域。在坐標(biāo)原點O有一放射源不斷沿y軸正方向向真空區(qū)域內(nèi)發(fā)射帶電粒子，已知帶電粒子有兩種。為探索兩種粒子的具體情況，我們可以在真空區(qū)域內(nèi)控制一個勻強電場和一個勻強磁場，電場的場強為E，方向與x軸平行，磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于xoy平面。
試驗結(jié)果如下：如果讓電場和磁場同時存在，我們發(fā)現(xiàn)粒子束完全沒有偏轉(zhuǎn)，僅在M屏上有一個亮點，其位置在S（ 0 , l ）；如果只讓磁場存在，我們發(fā)現(xiàn)僅在N屏上出現(xiàn)了兩個亮點，位置分別為P（ -2l ， 0 ）、Q（ ，0 ），由此我們可以將兩種粒子分別叫做P粒子和Q粒子。已知粒子間的相互作用和粒子重力可以忽略不計，試求（坐標(biāo)結(jié)果只能用l表達）：

（1）如果只讓磁場存在，但將磁場的磁感應(yīng)強度減為B1= ，請計算熒光屏上出現(xiàn)的所有亮點的位置坐標(biāo)；
（2）如果只讓電場存在，請計算熒光屏上出現(xiàn)的所有亮點的位置坐標(biāo)；
（3）如果只讓磁場存在，當(dāng)將磁場的磁感應(yīng)強度變?yōu)锽2= kB時，兩種粒子在磁場中運動的時間相等，求k的數(shù)值。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在方向豎直向下的勻強磁場中，有兩根豎直放置的平行金屬導(dǎo)軌CD、EF.導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為m的金屬棒MN，棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ.先從t＝0時刻起，給金屬棒通以圖示方向的電流，且電流強度與時間成正比，即：I＝kt，其中k為衡量．若金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直，則關(guān)于金屬棒的運動情況正確的是(　　)

A．金屬棒先做加速運動，最后勻速運動
B．金屬棒先做加速運動，再做減速運動，最后勻速運動
C．金屬棒先做加速運動，再做減速運動，最后靜止
D．以上說法均不正確

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：粒子源N；P、Q間的加速電場；靜電分析器，即中心線半徑為R的四分之一圓形通道，通道內(nèi)有均勻輻射電場，方向沿徑向指向圓心O，且與圓心O等距的各點電場強度大小相等；磁感應(yīng)強度為B的有界勻強磁場，方向垂直紙面向外；MO為膠片。由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子，經(jīng)加速電場加速后進入靜電分析器，某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場邊界進入磁場，最終打到膠片上的某點。粒子從粒子源發(fā)出時的初速度不計，不計粒子所受重力。下列說法中正確的是
A．從小孔S進入磁場的粒子速度大小一定相等
B．從小孔S進入磁場的粒子動能一定相等
C．打到膠片上同一點的粒子速度大小一定相等
D．打到膠片上位置距離O點越遠的粒子，比荷越大

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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，在平面直角坐標(biāo)系xoy中的第一象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的有界圓形勻強磁場區(qū)域(圖中未畫出)；在第二象限內(nèi)存在沿x軸負方向的勻強電場．一粒子源固定在x軸上坐標(biāo)為(－L，0)的A點．粒子源沿y軸正方向釋放出速度大小為v的電子，電子恰好能通過y軸上坐標(biāo)為(0，2L)的C點，電子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后恰好垂直通過第一象限內(nèi)與x軸正方向成15°角的射線ON(已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不考慮粒子的重力和粒子之間的相互作用)．求：

⑴勻強電場的電場強度E的大�。�
⑵電子離開電場時的速度方向與y軸正方向的夾角θ；
⑶圓形磁場的最小半徑Rmin．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（13分）如圖甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長直導(dǎo)軌，間距L＝2.0m；R是連在導(dǎo)軌一端的電阻，質(zhì)量m＝1.0kg的導(dǎo)體棒ab垂直跨在導(dǎo)軌上，電壓傳感器與這部分裝置相連。導(dǎo)軌所在空問有磁感應(yīng)強度B＝0.5T、方向豎直向下的勻強磁場。從t＝0開始對導(dǎo)體棒ab施加一個水平向左的外力F，使其由靜止開始沿導(dǎo)軌向左運動，電壓傳感器測出R兩端的電壓隨時間變化的圖線如圖乙所示，其中OA段是直線，AB段是曲線、BC段平行于時間軸。假設(shè)在從1.2s開始以后，外力F的功率P＝4.5W保持不變。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒ab的電阻均可忽略不計，導(dǎo)體棒ab在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好。不計電壓傳感器對電路的影響（g＝10m/s2）。求

（1）導(dǎo)體棒ab做勻變速運動的加速度及運動過程中最大速度的大��；   
（2）在1.2s~2.4s的時間內(nèi)，該裝置產(chǎn)生的總熱量Q；
（3）導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ和電阻R的值。

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同步練習(xí)冊答案