（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的動能Ek.

（1）0.4m；（2）如下圖；（3）7.68×10?18J．

解析試題分析：（1）粒子運(yùn)動軌跡如圖。

（2）帶電粒子在磁場中運(yùn)動時洛侖茲力做向心力，
則得。
（3）根據(jù)動能定理，粒子在射出電場過程中

代人數(shù)據(jù)解得：EK’＝7.68×10?18J
考點(diǎn)：本題考查帶電粒子在磁場中作圓周運(yùn)動、動能定理 。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在y＞0的空間中存在勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y＜0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直xOy平面向外．一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動粒子，經(jīng)過y軸上y＝b處的點(diǎn)P1時速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過x軸上x＝2b處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場，并經(jīng)過y軸上y＝－2b處的P3點(diǎn)，不計(jì)粒子重力．求：

(1)電場強(qiáng)度的大小；
(2)粒子到達(dá)P2時速度的大小和方向；
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如右圖甲所示,間距為d的平行金屬板MN與一對光滑的平行導(dǎo)軌相連,平行導(dǎo)軌間距L=d/2，一根導(dǎo)體棒ab以一定的初速度向右勻速運(yùn)動，棒的右側(cè)存在一個垂直紙面向里，大小為B的勻強(qiáng)磁場。棒進(jìn)入磁場的同時，粒子源P釋放一個初速度為0的帶電粒子，已知帶電粒子質(zhì)量為m,電量為q.粒子能從N板加速到M板，并從M板上的一個小孔穿出。在板的上方，有一個環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在大小也為B，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。已知外圓半徑為2d， 里圓半徑為d.兩圓的圓心與小孔重合（粒子重力不計(jì)）

（1）判斷帶電粒子的正負(fù)，并求當(dāng)ab棒的速度為v0時，粒子到達(dá)M板的速度v；
（2）若要求粒子不能從外圓邊界飛出，則v0的取值范圍是多少？
（3）若棒ab的速度v0只能是，則為使粒子不從外圓飛出，則可以控制導(dǎo)軌區(qū)域磁場的寬度S（如圖乙所示），那該磁場寬度S應(yīng)控制在多少范圍內(nèi)

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科目：高中物理 來源： 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： 題型：計(jì)算題

（17分）如圖所示，真空中的矩形abcd區(qū)域內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)同時存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圓形邊界分別相切于ad、bc邊的中點(diǎn)e、f。一帶電粒子以初速度v0沿著ef方向射入該區(qū)域后能做直線運(yùn)動；當(dāng)撤去磁場并保留電場，粒子以相同的初速度沿著ef方向射入恰能從c點(diǎn)飛離該區(qū)域。已知，忽略粒子的重力。求：

（1）帶電粒子的電荷量q與質(zhì)量m的比值；
（2）若撤去電場保留磁場，粒子離開矩形區(qū)域時的位置。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(17分)如圖所示，在xoy平面上，直線OM與x軸正方向夾角為45o，直線OM左側(cè)存在平行y軸的勻強(qiáng)電場，方向沿y軸負(fù)方向。直線OM右側(cè)存在垂直xoy平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。一帶電量為q，質(zhì)量為m帶正電的粒子（忽略重力）從原點(diǎn)O沿x軸正方向以速度vo射入磁場。此后，粒子穿過磁場與電場的邊界三次，恰好從電場中回到原點(diǎn)O。（粒子通過邊界時，其運(yùn)動不受邊界的影響）

求： (1)粒子第一次在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑；
(2)勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度；
(3)粒子從O點(diǎn)射出至回到O點(diǎn)的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

許多儀器中可利用磁場控制帶電粒子的運(yùn)動軌跡。如圖所示的真空環(huán)境中，有一半徑r=0.05m的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場，其右側(cè)相距d=0.06m處有一足夠大的豎直屏。從S處不斷有比荷=108C/kg的帶正電粒子以速度v=2×106m/s沿SQ方向射出，經(jīng)過磁場區(qū)域后打在屏上。不計(jì)粒子重力，求：

（1）粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌跡半徑；
（2）繞通過P點(diǎn)垂直紙面的軸，將該圓形磁場區(qū)域逆時針緩慢轉(zhuǎn)動90°的過程中，粒子在屏上能打到的范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（14分）如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩光滑金屬圓軌道，平行正對放置，直徑均為d，電阻不計(jì)。某金屬棒長L、質(zhì)量m、電阻r，放在圓軌道最低點(diǎn)MM' 處，與兩導(dǎo)軌剛好接觸。兩圓軌道通過導(dǎo)線與電阻R相連�？臻g有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B�，F(xiàn)使金屬棒獲得垂直紙面向里的初速度vo，當(dāng)其沿圓軌道滑到最高點(diǎn)NN' 處時，對軌道恰無壓力（滑動過程中金屬棒與圓軌道始終接觸良好）。重力加速度為g，求：

（1）金屬棒剛獲得垂直紙面向里的初速度時，判斷電阻R中電流的方向；
（2）金屬棒到達(dá)最高點(diǎn)NN' 處時，電路中的電功率；
（3）金屬棒從MM' 處滑到NN' 處的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。       

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖，xoy平面內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，一個質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v0沿x軸正方向開始運(yùn)動。當(dāng)它經(jīng)過圖中虛線上的M（，a）點(diǎn)時，撤去電場，粒子繼續(xù)運(yùn)動一段時間后進(jìn)入一個矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域（圖中未畫出），又從虛線上的某一位置N處沿y軸負(fù)方向運(yùn)動并再次經(jīng)過M點(diǎn)。已知磁場方向垂直xoy平面（紙面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計(jì)粒子的重力。試求：

⑴電場強(qiáng)度的大小；
⑵N點(diǎn)的坐標(biāo)；
⑶矩形磁場的最小面積。

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