(19分) 如圖a所示,水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷=106 C/kg的正電荷置于電場(chǎng)中的O點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過(guò)×10-5 s后,電荷以v0=1.5×104 m/s的速度通過(guò)MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)與紙面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化(圖b中磁場(chǎng)以垂直紙面向外為正,以電荷第一次通過(guò)MN時(shí)為t=0時(shí)刻).求:

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;(保留2位有效數(shù)字)
(2)圖b中t=×10-5 s時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離;
(3)如果在O點(diǎn)右方d=68 cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間.(sin 37°=0.60,cos 37°=0.80) (保留2位有效數(shù)字)
(1)(2)   (3)

試題分析:(1)電荷在電場(chǎng)中做勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)其在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,則;解得          第一問(wèn)5分
(2)當(dāng)磁場(chǎng)垂直紙面向外時(shí),電荷運(yùn)動(dòng)的半徑,     (2分)
周期           (1分)
當(dāng)磁場(chǎng)垂直紙面向里時(shí),電荷運(yùn)動(dòng)的半徑,周期   (3分)
故電荷從t=0時(shí)刻開(kāi)始做周期性運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。

時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離:   (1分)
⑶電荷從第一次通過(guò)MN開(kāi)始,其運(yùn)動(dòng)的周期為:      1分
根據(jù)電荷的運(yùn)動(dòng)情況可知,電荷到達(dá)檔板前運(yùn)動(dòng)的完整周期數(shù)為15個(gè),有:
電荷沿ON運(yùn)動(dòng)的距離:          2分
故最后8cm的距離如圖所示,有:     2分
解得: 則  
故電荷運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間:
            2分
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(22分)如圖所示,在一二象限內(nèi)范圍內(nèi)有豎直向下的運(yùn)強(qiáng)電場(chǎng)E,電場(chǎng)的上邊界方程為。在三四象限內(nèi)存在垂直于紙面向里、邊界方程為的勻強(qiáng)磁場(chǎng),F(xiàn)在第二象限中電場(chǎng)的上邊界有許多質(zhì)量為m,電量為q的正離子,在處有一熒光屏,當(dāng)正離子達(dá)到熒光屏?xí)r會(huì)發(fā)光,不計(jì)重力和離子間相互作用力。

(1)求在處釋放的離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度。
(2)若僅讓橫坐標(biāo)的離子釋放,它最后能經(jīng)過(guò)點(diǎn),求從釋放到經(jīng)過(guò)點(diǎn)所需時(shí)間t.
(3)若同時(shí)將離子由靜止釋放,釋放后一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)熒光屏上只有一點(diǎn)持續(xù)發(fā)出熒光。求該點(diǎn)坐標(biāo)和磁感應(yīng)強(qiáng)度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,AB間存在與豎直方向成45°角斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,BC間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2,AB間距為0.2 m,BC間距為 0.1 m,C為熒光屏,質(zhì)量m=1.0×10-3kg,電荷量q=+1.010-2C的帶電粒子由a點(diǎn)靜止釋放,恰好沿水平方向經(jīng)過(guò)b點(diǎn)到達(dá)熒光屏的O點(diǎn)。若在BC間再加方向垂直紙面向外大小為B =" 1.0" T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),粒子經(jīng)b點(diǎn)偏轉(zhuǎn)到達(dá)熒光屏的O′點(diǎn)(未畫(huà)出).取g =" 10" m/s2.求:

⑴ E1的大;
⑵ 加上磁場(chǎng)后,粒子由b點(diǎn)到O′點(diǎn)電勢(shì)能的變化量. (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、M′N(xiāo)′固定在豎直方向,導(dǎo)軌間距d=0.8 m,下端NN′間接一阻值R=1.5 Ω的電阻,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面.距下端h=1.5 m高處有一金屬棒ab與軌道垂直且接觸良好,其質(zhì)量m=0.2 kg,電阻r=0.5 Ω,由靜止釋放到下落至底端NN′的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR=1.05 J.g=10 m/s2.求:

(1)金屬棒在此過(guò)程中克服安培力所做的功WA
(2)金屬棒下滑速度為2 m/s時(shí)的加速度a;
(3)金屬棒下滑的最大速度vm.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)如圖,從陰極K發(fā)射的熱電子,重力和初速度均不計(jì),通過(guò)加速電場(chǎng)后,沿圖示虛線垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng),寬度為L(zhǎng)=2.5cm。已知加速電壓為U=182V,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=9.1×10-4T,電子的電量,電子質(zhì)量。求:

(1)電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑R
(2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t (結(jié)果保留)
(3)若加速電壓大小可以改變,其他條件不變,為使電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng),加速電壓U應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的空間中取正交坐標(biāo)系Oxyz,一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電粒子從原點(diǎn)O以速度v沿x軸正方向出發(fā),下列說(shuō)法正確的是(    )
A.若電場(chǎng)、磁場(chǎng)分別沿z軸正方向和x軸正方向,粒子只能做曲線運(yùn)動(dòng)
B.若電場(chǎng)、磁場(chǎng)均沿z軸正方向,粒子有可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
C.若電場(chǎng)、磁場(chǎng)分別沿z軸負(fù)方向和y軸負(fù)方向,粒子有可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.若電場(chǎng)、磁場(chǎng)分別沿y軸負(fù)方向和z軸正方向,粒子有可能做平拋運(yùn)動(dòng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,有一混合正離子束先后通過(guò)正交的電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ,如果這束正離子流在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn),進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑r相同,則它們一定具有相同的(  )
A.速度  B.比荷C.電荷量D.質(zhì)量

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(16分)如圖所示,在坐標(biāo)系的第一、四象限存在一寬度為a、垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B;在第三象限存在與y軸正方向成θ=60°角的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)粒子源能釋放質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子源在點(diǎn)P(,)時(shí)發(fā)出的粒子恰好垂直磁場(chǎng)邊界EF射出;將粒子源沿直線PO移動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí),所發(fā)出的粒子恰好不能從EF射出。不計(jì)粒子的重力及粒子間相互作用力。求:
⑴勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度;
⑵PQ的長(zhǎng)度;
⑶若僅將電場(chǎng)方向沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)60º角,粒子源仍在PQ間移動(dòng)并釋放粒子,試判斷這些粒子第一次從哪個(gè)邊界射出磁場(chǎng)并確定射出點(diǎn)的縱坐標(biāo)范圍。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,兩個(gè)界面S1和S2互相平行,間距為d,將空間分為三個(gè)區(qū)域。Ⅰ和Ⅲ兩區(qū)域內(nèi)有方向指向紙內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2。區(qū)域Ⅱ內(nèi)是勻強(qiáng)電場(chǎng)E,方向從S1垂直指向S2。一質(zhì)量為m、電量為-q的粒子(重力不計(jì))以平行于電場(chǎng)線的初速度v0,從與S1相距為d/4的O點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),為使該粒子沿圖中的軌跡運(yùn)動(dòng)(軌跡的兩個(gè)半圓的半徑相等)。求:

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B1:B2之比應(yīng)是多少?
(2)場(chǎng)強(qiáng)E應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案