(12分)如圖,在xoy平面第一象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場和垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場,勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度為E。一帶電量為+q的小球從y軸上離坐標(biāo)原點(diǎn)距離為L的A點(diǎn)處,以沿x正向的初速度進(jìn)入第一象限,如果電場和磁場同時(shí)存在,小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動,并從x軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L/2的C點(diǎn)離開磁場。如果只撤去磁場,并且將電場反向,帶電小球以相同的初速度從A點(diǎn)進(jìn)入第一象限,仍然從x軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L/2的C點(diǎn)離開電場。求:

(1)小球從A點(diǎn)出發(fā)時(shí)的初速度大。
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向;
(3)如果在第一象限內(nèi)存在的磁場范圍是一個(gè)矩形,求這一范圍的最小面積。
(1)(2)(3)

試題分析:(1)由帶電小球做勻速圓周運(yùn)動可得:
所以電場反向后,豎直方向受力,
小球做類平拋運(yùn)動,有,
聯(lián)立可得:
(2)帶電小球做勻速圓周運(yùn)動時(shí),洛倫茲力提供向心力,所以
由圓周運(yùn)動軌跡分析可得:
解得:,代入可得
(3)由小球運(yùn)動軌跡的范圍可最小矩形磁場的長寬分別為,解得
,故面積為
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(jì)算題

(12分)如圖所示,勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E=4V/m,方向水平向左,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T,方向垂直紙面向里。質(zhì)量m=1kg的帶正電小物體A,從M點(diǎn)沿粗糙、絕緣的豎直墻壁無初速下滑,它滑行h=0.8m到N點(diǎn)時(shí)脫離墻壁做曲線運(yùn)動,在通過P點(diǎn)瞬時(shí),A受力平衡,此時(shí)其速度與水平方向成θ=45°角,且P點(diǎn)與M點(diǎn)的高度差為H=1.6m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2。求:

(1)A沿墻壁下滑時(shí),克服摩擦力做的功Wf
(2)P點(diǎn)與M點(diǎn)的水平距離s。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分)如圖所示,真空中有以(r,0)為圓心,半徑為r的圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向里,在y=r的實(shí)線上方足夠大的范圍內(nèi),有方向水平向左的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度的大小為E,從O點(diǎn)向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子,質(zhì)子的運(yùn)動軌跡均在紙面內(nèi),設(shè)質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r,已知質(zhì)子的電量為e,質(zhì)量為m,不計(jì)重力及阻力的作用,求:

(1)質(zhì)子射入磁場時(shí)的速度大小。
(2)速度方向沿x軸正方向射入磁場的質(zhì)子,到達(dá)y軸所需的時(shí)間。
(3)速度方向與x軸正方向成30°角(如圖所示)射入磁場的質(zhì)子,到達(dá)y軸的位置坐標(biāo)。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一塊矩形截面金屬導(dǎo)體abcd和電源連接,處于垂直于金屬平面的勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)接通電源、有電流流過金屬導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了電勢差,這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)制成的元件稱為霍爾元件,它是一種重要的磁傳感器,廣泛運(yùn)用于各種自動控制系統(tǒng)中。關(guān)于這一物理現(xiàn)象下列說法中正確的是
A.導(dǎo)體受向左的安培力作用
B.導(dǎo)體內(nèi)部定向移動的自由電子受向右的洛侖茲力作用
C.在導(dǎo)體的ab、cd兩側(cè)存在電勢差,且ab電勢低于cd電勢
D.在導(dǎo)體的ab、cd兩側(cè)存在電勢差,且ab電勢高于cd電勢

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(16分)如圖所示,在坐標(biāo)系xoy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于xoy面向里;第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子自y軸的P點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限,經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限,隨即撤去電場,以后僅保留磁場。已知OP=d,OQ=2d,不計(jì)粒子重力。

(1)求粒子過Q點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向。
(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一定值B0,粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限,求B0
(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值,經(jīng)過一段時(shí)間后粒子將再次經(jīng)過Q點(diǎn),且速度與第一次過Q點(diǎn)時(shí)相同,求該粒子相鄰兩次經(jīng)過Q點(diǎn)所用的時(shí)間。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(10分)如圖所示,兩根平行且光滑的金屬軌道固定在斜面上,斜面與水平面之間的夾角,軌道上端接一只阻值為R=0.4的電阻器,在導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,兩軌道之間的距離為L=40cm,且軌道足夠長,電阻不計(jì),F(xiàn)將一質(zhì)量為m="3" g,有效電阻為r=1.0的金屬桿ab放在軌道上,且與兩軌道垂直,然后由靜止釋放,求:

(1)金屬桿ab下滑過程中可達(dá)到的最大速率;
(2)金屬桿ab達(dá)到最大速率以后,電阻器R每秒內(nèi)產(chǎn)生的電熱。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分) 如圖所示,有界勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2×10-3 T;磁場右邊是寬度L=0.2 m、場強(qiáng)E=40 V/m、方向向左的勻強(qiáng)電場.一帶電粒子電荷量q=-3.2×10-19 C,質(zhì)量m=6.4×10-27 kg,以v=4×104 m/s的速度沿OO′垂直射入磁場,在磁場中偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入右側(cè)的電場,最后從電場右邊界射出.(不計(jì)重力)求:

(1)大致畫出帶電粒子的運(yùn)動軌跡;
(2)帶電粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑;
(3)帶電粒子飛出電場時(shí)的動能Ek.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平放置的平行金屬板a、b帶有等量異種電荷,a板帶正電,兩板間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,若一個(gè)帶正電的液滴在兩板間做直線運(yùn)動,其運(yùn)動的方向是(  )
A.沿豎直方向向下 B.沿豎直方向向上
C.沿水平方向向左 D.沿水平方向向右

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分)如圖甲所示,在坐標(biāo)系中,軸左側(cè)有沿軸正向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E;軸右側(cè)有如圖乙所示,大小和方向周期性變化的勻強(qiáng)磁場,磁感強(qiáng)度大小B0已知.磁場方向垂直紙面向里為正.時(shí)刻,從軸上的p點(diǎn)無初速釋放一帶正電的粒子,質(zhì)量為m,電量為q(粒子重力不計(jì)),粒子第一次在電場中運(yùn)動時(shí)間與第一次在磁場中運(yùn)動的時(shí)間相等.求

(1)P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離;
(2)粒子經(jīng)一個(gè)周期沿y軸發(fā)生的位移;
(3)粒子能否再次經(jīng)過O點(diǎn),若不能說明理由.若能,求粒子再次經(jīng)過O點(diǎn)的時(shí)刻;
(4)粒子第4n(n=1、2、3 )次經(jīng)過y軸時(shí)的縱坐標(biāo).

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