在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系xoy,x軸沿水平方向,如圖甲所示。第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為E1。坐標(biāo)系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)交變磁場,電場方向豎直向上,場強(qiáng),勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面。處在第三象限的某種發(fā)射裝置(圖中沒有畫出)豎直向上射出一個(gè)比荷的帶正電的微粒(可視為質(zhì)點(diǎn)),該微粒以v0=4m/s的速度從-x上的A點(diǎn)進(jìn)入第二象限,并以v1=8m/s速度從+y上的C點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入第一象限。取微粒剛進(jìn)入第一象限的時(shí)刻為0時(shí)刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化(以垂直紙面向外的磁場方向?yàn)檎较颍琯="10" m/s2.試求:

⑴帶電微粒運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的縱坐標(biāo)值h及電場強(qiáng)度E1 ;
⑵+x軸上有一點(diǎn)D,OD=OC,若帶電微粒在通過C點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過程中不再越過y軸,要使其恰能沿x軸正方向通過D點(diǎn),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0及其磁場的變化周期T0為多少?
⑶要使帶電微粒通過C點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過程中不再越過y軸,求交變磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B0和變化周期T0的乘積B0 T0應(yīng)滿足的關(guān)系?
,                  (2分)
                       (2分)
,,     (3分)

,所以帶電的粒子在第一象限將做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)圓軌道半徑為R,周期為T,則可得           (2分)
使粒子從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),則有: (2分)
                (1分)
                             (2分)
,       (2分)
⑶當(dāng)交變磁場周期取最大值而粒子不再越過y軸時(shí)可作如圖運(yùn)動(dòng)情形:

由圖可知           (2分)
          (2分)
          (1分) 
本題考查的是電場磁場的結(jié)合問題,學(xué)生要熟悉帶電粒子在電場和磁場的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,一對(duì)平行正對(duì)的金屬板A、B,間距為d=0.1m,且極板足夠長,極板間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T,連接在如圖所示的電路中,其中電阻R1=lΩ,R2=3Ω,電容器的電容C=20μF,電流表為理想電表.現(xiàn)在從圖中O1點(diǎn)以v0=1.0×l03 m/s的速度平行于極板A、B射入一束等離子體(含有大量的正離子相負(fù)離子,且不計(jì)重力),A、B構(gòu)成一個(gè)磁流體發(fā)電機(jī),當(dāng)電路穩(wěn)定后,電流表示數(shù)I=2A,則(  )
A.該磁流體發(fā)電機(jī)極板A帶正電,B帶負(fù)電
B.該磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢為10V
C.電容器C、電阻R2兩端的電壓均為10V
D.電容器帶電量為1.2×10-4C

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖,MPQO為有界的豎直向下的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E,ACB為光滑固定的半圓形軌道,軌道半徑為R,A、B為圓水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn),AC為圓。粋(gè)質(zhì)量為m,電荷量為-q的帶電小球,從A點(diǎn)正上方高為H處由靜止釋放,并從A點(diǎn)沿切線進(jìn)入半圓軌道.不計(jì)空氣阻力及一切能量損失,關(guān)于帶電小球的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法正確的是(  )
A.小球可能從B點(diǎn)離開半圓形軌道
B.小球在AC部分可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
C.若小球能從B點(diǎn)離開,上升的高度一定小于H
D.小球到達(dá)C點(diǎn)的速度可能為零

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,現(xiàn)有一帶正電的粒子能夠在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中勻速直線穿過.設(shè)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場的兩極板間電壓為U,板間距離為d,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,粒子帶電荷量為q,進(jìn)入速度為v(不計(jì)粒子的重力).以下說法正確的是( 。
A.勻速穿過時(shí)粒子速度v與U、d、B間的關(guān)系為v=
U
Bd
B.若只增大v,其他條件不變,則粒子仍能直線穿過
C.若只增大U,其他條件不變,則粒子仍能直線穿過
D.若保持兩板間電壓不變,只減小d,其他條件不變,粒子進(jìn)入兩板間后將向下偏

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列關(guān)于磁現(xiàn)象的敘述正確的是(    )
A.一切磁現(xiàn)象都起源于電荷的運(yùn)動(dòng)
B.物質(zhì)內(nèi)部的分子電流是由原子內(nèi)部電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的
C.運(yùn)動(dòng)電荷與靜止的電荷之間也有磁力作用
D.磁場對(duì)靜止的電荷沒有磁力的作用

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

對(duì)某點(diǎn)的磁場方向描述正確的是( )
A.放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)北極所指的方向?yàn)樵撎幍拇艌龇较?/td>
B.放在該點(diǎn)的小磁針北極所受磁場力的方向?yàn)樵撎幍拇艌龇较?/td>
C.放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)南極所指的方向?yàn)樵撎幍拇艌龇较?/td>
D.放在該點(diǎn)的小磁針南極所受磁場力的方向?yàn)樵撎幍拇艌龇较?/td>

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

矩形線圈abcd放在如圖所示勻強(qiáng)磁場中,線圈abcd可繞軸O O,轉(zhuǎn)動(dòng),磁場足夠大. 下列做法中可以使線圈abcd中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(     )   
A.使線圈abcd沿著紙面向右運(yùn)動(dòng)
B.使線圈abcd沿著紙面向上運(yùn)動(dòng)
C.使線圈abcd垂直紙面向外運(yùn)動(dòng)
D.使線圈abcd以O(shè) O,為軸轉(zhuǎn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,一帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓U加速后從O孔進(jìn)入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中,并打在了P點(diǎn).測得OP=L,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則帶電粒子的荷質(zhì)比q/m=           .(不計(jì)重力)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,寬度為d的區(qū)域上下分別存在垂直紙面、方向相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為+q的粒子,在紙面內(nèi)以速度V從此區(qū)域下邊緣上的A點(diǎn)射入,其方向與下邊緣成30°角,試求
(1)粒子從進(jìn)入上邊磁場到第一次穿出上邊磁場所需的時(shí)間。
(2)V滿足什么條件粒子能回到A點(diǎn)。   

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