如圖所示，在勻強(qiáng)電場中建立直角坐標(biāo)系xoy，y軸豎直向上，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的微粒從x軸上的M點(diǎn)射出,方向與x軸夾角為θ,微粒恰能以速度v做勻速直線
運(yùn)動,重力加速度為g。

（1）求勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大小及方向；
（2）若再疊加一圓形邊界的勻強(qiáng)磁場,使微粒能到達(dá)x軸上的N點(diǎn)，M、N兩點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)o對稱，=L，微粒運(yùn)動軌跡也關(guān)于y軸對稱。 己知所疊加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向 垂直xoy平面向外。求磁場區(qū)域的最小面積S 及微粒從M運(yùn)動到N的時間t。
(1）豎直向上(2）  

試題分析：
（1）當(dāng)微粒在電場中做勻速直線運(yùn)動時，它所愛的電場力與重力平衡。所以有：qE－mg=0 ①（2分）
由①式可解得： ②（1分）
E的方向豎直向上 （1分）
（2） 微粒在磁場中運(yùn)動，由洛侖茲力和向心力公式得：
 ③（2分）
由③式得： ④
如圖所示，當(dāng)PQ為圓形磁場的直徑時，圓形磁場面積最小。（3分）

由幾何知識可得：r=Rsinθ ⑤（2分）
其面積 ⑥
又由圓周運(yùn)動規(guī)律可得： ⑦ （1分）
根據(jù)幾何關(guān)系可知偏轉(zhuǎn)角為2θ，則在磁場中運(yùn)動的時間：
 ⑧（2分）
又 ⑨（1分）
且有 ⑩（1分）
故微粒從M運(yùn)動到N的時間：   （11） （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：單選題

兩個相同的回旋加速器，分別接在加速電壓U1和U2的高頻電源上，且 U1>U2，有兩個相同的帶電粒子分別在這兩個加速器中運(yùn)動,設(shè)兩個粒子在加速器中運(yùn)動的時間分別為t1和t2，獲得的最大動能分別為Ek1和Ek2，則（   ）
A．t1<t2 ,Ek1 >Ek2B．t1=t2 , Ek1<Ek2
C．t1> t2 ,Ek1=Ek2D．t1<t2 ,Ek1=Ek2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（20分）靜電噴漆技術(shù)具有效率高、浪費(fèi)少、質(zhì)量好、有益于健康等優(yōu)點(diǎn)，其裝置可簡化如圖。、為水平放置的間距的兩塊足夠大的平行金屬板，兩板間有方向由指向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為。在板的中央放置一個安全接地的靜電油漆噴槍，油漆噴槍可向各個方向均勻地噴出初速度大小均為的油漆微粒，已知油漆微粒的質(zhì)量均為、電荷量均為，不計油漆微粒間的相互作用、油漆微粒帶電對板間電場和磁場的影響及空氣阻力，重力加速度。求：
      
（1）油漆微粒落在板上所形成的圖形面積；
（2）若讓、兩板間的電場反向，并在兩板間加垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度，調(diào)節(jié)噴槍使油漆微粒只能在紙面內(nèi)沿各個方向噴出，其它條件不變。板被油漆微粒打中的區(qū)域的長度；
（3） 在滿足（2）的情況下，打中板的油漆微粒中，在磁場中運(yùn)動的最短時間。

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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(qiáng)電場，電場強(qiáng)度分別為E和E/2;Ⅱ區(qū)域內(nèi)有垂直向外的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子（不計重力）從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入電場，經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成60°角射入Ⅱ區(qū)域的磁場，并垂直豎直邊界CD進(jìn)入Ⅲ區(qū)域的勻強(qiáng)電場中。求:

（1）粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的軌道半徑;
（2）O、M間的距離;
（3）粒子從M點(diǎn)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：單選題

如圖，兩根長直導(dǎo)線豎直平行固定放置，且與水平放置的光滑絕緣桿MN分別交于c、d兩點(diǎn)，點(diǎn)o是cd的中點(diǎn)，桿MN上a、b兩點(diǎn)關(guān)于o點(diǎn)對稱．兩導(dǎo)線均通有大小相等、方向向上的電流，已知長直導(dǎo)線在在周圍某點(diǎn)產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流成正比、與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離成反比．一帶正電的小球穿在桿上，以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿桿運(yùn)動到b點(diǎn)．在a、b、o三點(diǎn)桿對小球的支持力大小分別為Fa、Fb、Fo．下列說法可能正確的是（　�。�
A．Fa＞Fo
B．Fb＞Fa
C．小球一直做勻速直線運(yùn)動
D．小球先做加速運(yùn)動后做減速運(yùn)動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（19分）如圖所示的平行板器件中，存在相互垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 =" 0.40" T，方向垂直紙面向里，電場強(qiáng)度E = 2.0×105 V/m，PQ為板間中線．緊靠平行板右側(cè)邊緣xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，有垂直紙面的正三角形勻強(qiáng)磁場區(qū)域（圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 =" 0.25" T。一束帶電量q = 8.0×10-19 C，質(zhì)量m = 8.0×10-26 kg的正離子從P點(diǎn)射入平行板間，不計重力，沿中線PQ做直線運(yùn)動，穿出平行板后從y軸上坐標(biāo)為（0，0.2m）的Q點(diǎn)垂直y軸射向三角形磁場區(qū)，離子通過x軸時的速度方向與x軸正方向夾角為60°。則：

（1）離子運(yùn)動的速度為多大？
（2）若正三角形區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向外，離子在磁場中運(yùn)動的時間是多少？
（3）若正三角形區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，正三角形磁場區(qū)域的最小邊長為多少？
（4）第（3）問中離子出磁場后經(jīng)多長時間到達(dá)X軸？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（22分）某放置在真空中的裝置如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A、B中間開有小孔，小孔的連線與豎直放置的平行金屬板C、D的中心線重合。在C、D的下方有如圖所示的、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁場的理想上邊界與金屬板C、D下端重合，其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的圖象如圖乙所示，圖乙中的為已知，但其變化周期未知。已知金屬板A、B之間的電勢差為，金屬板C、D的長度均為L，間距為。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子P（初速度不計、重力不計）進(jìn)入A、B兩板之間被加速后，再進(jìn)入C、D兩板之間被偏轉(zhuǎn)，恰能從D極下邊緣射出。忽略偏轉(zhuǎn)電場的邊界效應(yīng)。

（1）求金屬板C、D之間的電勢差UCD。
（2）求粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時速度的大小和方向。
（3）規(guī)定垂直紙面向里的磁場方向?yàn)檎较�，在圖乙中t=0時刻該粒子進(jìn)入磁場，并在時刻粒子的速度方向恰好水平，求磁場的變化周期T0和該粒子從射入磁場到離開磁場的總時間t總。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（20分）電視機(jī)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(shí)現(xiàn)的。如圖甲所示，電子槍發(fā)射出的電子經(jīng)小孔S1進(jìn)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(diǎn)為原點(diǎn)，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(dá)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(qiáng)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(qiáng)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(jìn)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(yùn)動的時間極短，可以認(rèn)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：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(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)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(jìn)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(jìn)入磁場，最終打到膠片上的某點(diǎn)。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(jìn)入磁場的粒子速度大小一定相等
B．從小孔S進(jìn)入磁場的粒子動能一定相等
C．打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相等
D．打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子，比荷越大

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同步練習(xí)冊答案