(12分)如下圖所示，初速度為零的負(fù)離子經(jīng)電勢(shì)差為U的勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后，從離子槍T
中水平射出，經(jīng)過一段路程后進(jìn)入水平放置的距離為d的兩平行金屬板MN和PQ之間，
離子所經(jīng)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．不考慮離子重力作用，離子的荷質(zhì)比在什么范圍內(nèi)，離子才能打在金屬板PQ上？

試題分析：在加速過程中，據(jù)動(dòng)能定理有mv2＝qU ①（2分）
分析離子進(jìn)入磁場(chǎng)后打到金屬板兩端的軌跡，如圖所示，設(shè)半徑分別為R1和R2，則離子打到金屬板上的條件是R1≤R≤R2（2分）

勾股定理知：
 ②（1分）
由②式解得R1＝d ③
同理可得：R22＝（2d）2＋(R2－)2 ④（1分）
由④式解得：R2＝d ⑤
離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由洛侖茲力和向心力公式可得：
 ⑥（1分）
由⑥式解得： ⑦（1分）
由①⑦式解得： ⑧（2分）
因R1≤R≤R2 由③⑤⑧可得：
 ⑨（2分
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：計(jì)算題

如圖，直角坐標(biāo)系在一真空區(qū)域里，y軸的左方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向跟y軸負(fù)方向成θ=30°角，y軸右方有一垂直于坐標(biāo)系平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸上的A點(diǎn)有一質(zhì)子發(fā)射器，它向x軸的正方向發(fā)射速度大小為v=2.0×106m/s的質(zhì)子，質(zhì)子經(jīng)磁場(chǎng)在y軸的P點(diǎn)射出磁場(chǎng)，射出方向恰垂直于電場(chǎng)的方向，質(zhì)子在電場(chǎng)中經(jīng)過一段時(shí)間，運(yùn)動(dòng)到x軸的Q點(diǎn)。已知A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為10cm，Q點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為(20-10)cm，質(zhì)子的比荷為。求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向；
（2）質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（3）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立xOy直角坐標(biāo)系，Oy表示豎直向上的方向。已知該平面內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)有一個(gè)帶電量為2.5×10-4C，質(zhì)量為0.5kg 的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸正方向以一定的初速度豎直向上拋出，它到達(dá)的最高點(diǎn)位置為圖中的Q點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2。試分析求解：

(1) 小球帶何種電荷；
(2) 該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大��；
(3) 小球從O點(diǎn)拋出到落回x軸的過程中電勢(shì)能的改變量；
(4) 小球落回x軸時(shí)的動(dòng)能。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，變化磁場(chǎng)會(huì)在空間激發(fā)感生電場(chǎng)，感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷做功產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。如圖甲所示，方向豎直向下的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律為B=kt(k為常數(shù)），這時(shí)產(chǎn)生感生電場(chǎng)的電場(chǎng)線是一系列逆時(shí)針方向以0為圓心的同心圓，且同一條電場(chǎng)線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等。
(1)在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)放一半徑為r的導(dǎo)體環(huán)，求導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)e；
(2）若在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)固定一半徑為：的光滑絕緣細(xì)管，管內(nèi)有一質(zhì)量為m、帶電量為+q的輕質(zhì)小球，如圖乙所示，使磁感應(yīng)強(qiáng)度由零開始增大同時(shí)小球在感生電場(chǎng)的作用下，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知在半徑為r的細(xì)管內(nèi)二周產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)e與該處感生電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度E的關(guān)系為e=E·2πr，求當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到B0時(shí)，細(xì)管對(duì)小球的彈力。（設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中電荷量保持不變，對(duì)原磁場(chǎng)的影響可忽略，不計(jì)小球重力。）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在圖所示的空間直角坐標(biāo)系所在的區(qū)域內(nèi)，同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B。已知從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向射入的質(zhì)子，穿過此區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則可以判斷此區(qū)域中E和B的方向可能是

A．E和B都沿y軸的負(fù)方向
B．E和B都沿x軸的正方向
C．E沿y軸正方向，B沿z軸負(fù)方向
D．E沿z軸正方向，B沿y軸負(fù)方向

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）如右圖所示，PQ是兩塊平行金屬板，上極板接電源正極，兩極板之間的電壓為U=1．2×104V，一帶負(fù)電的粒子通過P極板的小孔以速度v0=2．0×104m/s垂直金屬板飛入，通過Q極板上的小孔后，垂直AC邊經(jīng)中點(diǎn)O進(jìn)入邊界為等腰直角三角形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1．0T，邊界AC的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1．6m，粒子比荷=5×104C/kg，不計(jì)粒子的重力。求：

（1）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大��；
（2）粒子經(jīng)過磁場(chǎng)邊界上的位置到B點(diǎn)的距離以及在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，虛線間空間存在由勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B組成的正交或平行的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，有一個(gè)帶正電小球（電量為+q，質(zhì)量為m）從正交或平行的電磁混合場(chǎng)上方的某一高度自由落下，那么，在電磁混合場(chǎng)中帶電小球可能沿直線通過的有（    ）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示為帶電平行板電容器．電容為c．板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩板間距離d，在PQ板的下方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)電荷量為、質(zhì)量為m的帶電粒子以速度從上板邊緣沿平行于板的方向射入兩板間．結(jié)果粒子恰好從下板右邊緣飛進(jìn)磁場(chǎng)，然后又恰好從下板的左邊緣飛進(jìn)電場(chǎng)．不計(jì)粒子重力．試求：

（1）板間勻強(qiáng)電場(chǎng)向什么方向?帶電粒子帶何種電荷?
（2）求出電容器的帶電量Q
（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（4）粒子再次從電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度大小和方向．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一帶電粒子從平行帶電金屬板左側(cè)中點(diǎn)垂直于電場(chǎng)線以速度v0射入電場(chǎng)中，恰好能從下板邊緣以速度v1飛出電場(chǎng)．若其它條件不變，在兩板間加入垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該帶電粒子恰能從上板邊緣以速度v2射出．不計(jì)重力，則
A．2v0= v1+v2B．v0=C．v0=D．v0<v1=v2

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