分如圖所示，MN、PQ是平行金屬板，板長為L，兩板間距離為d，PQ板帶正電，MN板帶負電，在PQ板的上方有垂直紙面向里的勻強磁場．一個電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負電粒子以速度v0從MN板邊緣沿平行于板的方向射入兩板間，結(jié)果粒子恰好從PQ板左邊緣飛進磁場，然后又恰好從PQ板的右邊緣飛進電場．不計粒子重力．試求：

(1)兩金屬板間所加電壓U的大小；
(2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大�。�
(1)    (2)

試題分析：(1)帶電粒子在電場中做類平拋運動，粒子在磁場中做勻速圓周運動，粒子的運動軌跡如圖所示，

設(shè)帶電粒子在平行金屬板勻強電場中運動的時間為t，加速度為a,由運動學(xué)規(guī)律得：
在水平方向上：
在豎直方向上：偏轉(zhuǎn)位移為
根據(jù)牛頓第二定律得：
又　　
聯(lián)立以上各式解得： .
(2)帶電粒子以速度v飛出電場后射入勻強磁場做勻速圓周運動， 如圖所示，由運動學(xué)公式得： ，解得：粒子離開電場時的豎直分速度為
帶電粒子飛出電場時的速度大小為：
設(shè)速度方向和PQ所在直線的夾角為θ，
由幾何關(guān)系得：粒子在磁場中的運動半徑為
粒子在磁場中做圓周運動時洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：　
解得：
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：單選題

如圖所示，在豎直放置的半徑為R的光滑半圓弧絕緣細管的圓心O處固定一點電荷，將質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點A由靜止釋放，小球沿細管滑到最低點B時，對管壁恰好無壓力，已知重力加速度為g，則下列說法正確的是（      ）
A．小球在B時的速率為
B．小球在B時的速率小于
C．固定于圓心處的點電荷在AB弧中點處的電場強度大小為3mg/q
D．小球不能到達C點（C點和A在一條水平線上）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(16分)如圖所示，直角坐標系xoy的第一象限內(nèi)有場強為E方向沿x軸負向的勻強電場，第二象限內(nèi)有方向沿y軸負向的勻強電場，在的區(qū)域內(nèi)有方向垂直坐標平面的勻強磁場．一質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子(不計重力)，從P()點由靜止開始運動， 通過第二象限后經(jīng)點再進入y≤0區(qū)域，并恰好經(jīng)過坐標原點O.求

(1)第二象限內(nèi)勻強電場的場強．
(2)y≤0區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B．
(3)粒子從P到0經(jīng)歷的時間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖所示，真空中有以(r,0)為圓心，半徑為r的圓柱形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向里，在y＝r的實線上方足夠大的范圍內(nèi)，有方向水平向左的勻強電場，電場強度的大小為E，從O點向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運動軌跡均在紙面內(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，不計重力及阻力的作用，求：

（1）質(zhì)子射入磁場時的速度大小。
（2）速度方向沿x軸正方向射入磁場的質(zhì)子，到達y軸所需的時間。
（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y軸的位置坐標。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖a所示，與水平方向成37°角的直線MN下方有與MN垂直向上的勻強電場，現(xiàn)將一重力不計、比荷的正電荷置于電場中的O點由靜止釋放，經(jīng)過后，電荷以v0=1．5×l04m/s的速度通過MN進入其上方的勻強磁場，磁場與紙面垂直，磁感應(yīng)強度B按圖b所示規(guī)律周期性變化（圖b中磁場以垂直紙面向外為正，以電荷第一次通過MN時為t=0時刻）。求：

（1）勻強電場的電場強度E;
（2）圖b中時刻電荷與第一次通過MN的位置相距多遠；  （3）如果電荷第一次通過MN的位置到N點的距離d=68cm，在N點上方且垂直MN放置足夠大的擋板．求電荷從O點出發(fā)運動到擋板所需的時間。

查看答案和解析>>

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磁場中，當(dāng)接通電源、有電流流過金屬導(dǎo)體時，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

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

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

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

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分） 如圖所示，有界勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝2×10－3 T；磁場右邊是寬度L＝0.2 m、場強E＝40 V/m、方向向左的勻強電場．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)后進入右側(cè)的電場，最后從電場右邊界射出．（不計重力）求：

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

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成。若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場在中心線處的電場強度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向外。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點垂直邊界進入磁分析器，最終打到膠片上的Q點。不計粒子重力。下列說法正確的是

A．極板M比極板N電勢高
B．加速電場的電壓U=ER
C．直徑PQ
D．若一群離子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點，則該群離子具有相同的比荷

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案