（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(qiáng)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(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場，磁場與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E;
（2）圖b中時刻電荷與第一次通過MN的位置相距多遠(yuǎn)；  （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(yùn)動到擋板所需的時間。

（1）（2）0.04m  (3)

解析試題分析：(1)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中只受到電場力的作用，
粒子釋放后是初速度0的勻變速直線運(yùn)動，所以
聯(lián)立得
（2）粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動得
帶入數(shù)據(jù)計算磁場方向向外時，半徑，周期
磁場方向垂直平面向內(nèi)時半徑，周期
粒子從開始進(jìn)入磁場經(jīng)過半個周期的勻速勻速圓周運(yùn)動沿MN方向向右偏移離開磁場進(jìn)入電場開始勻減速，根據(jù)對稱性仍經(jīng)過后減速到0在經(jīng)過后勻加速進(jìn)入磁場，與第一次進(jìn)入磁場的速度相同，此時，磁場剛好反向，粒子開始運(yùn)動半個周期即沿MN方向向左偏移進(jìn)入電場，仍經(jīng)過后減速到0在經(jīng)過后勻加速進(jìn)入磁場，與第一次進(jìn)入磁場的速度相同此刻，此后與之前相同開始循環(huán)，運(yùn)動軌跡圖如下

時刻電荷與第一次通過MN的位置 距離
(3)從粒子第一次通過MN開始計時，粒子即為周期性運(yùn)動，運(yùn)動周期
每一個周期沿MN向N偏轉(zhuǎn)的距離為
那么
即經(jīng)過15個周期進(jìn)入磁場時距離N點還有0.08m.
最后即運(yùn)動不夠半個圓周，運(yùn)動軌跡如下圖

據(jù)圖判斷
解得，所以最后的運(yùn)動時間
那么從從O點出發(fā)運(yùn)動到擋板所需的時間
考點：帶電粒子在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

航天飛機(jī)中的物體處于失重狀態(tài)，是指這個物體(       ) 

A．不受地球的吸引力
B．受到地球吸引力和向心力的作用而處于平衡狀態(tài)
C．受到向心力和離心力的作用而處于平衡狀態(tài)
D．對支持它的物體的壓力為零

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(13分) 如圖所示，足夠長的光滑導(dǎo)軌ab、cd固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為d，b、c兩點間接一阻值為r的電阻。ef是一水平放置的導(dǎo)體桿，其質(zhì)量為m、有效電阻值為r，桿與ab、cd保持良好接觸。整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直�，F(xiàn)用一豎直向上的力拉導(dǎo)體桿，使導(dǎo)體桿從靜止開始做加速度為的勻加速運(yùn)動，上升了H高度，這一過程中bc間電阻r產(chǎn)生的焦耳熱為Q，g為重力加速度，不計導(dǎo)軌電阻及感應(yīng)電流間的相互作用。求：

⑴導(dǎo)體桿上升到H過程中通過桿的電量；
⑵導(dǎo)體桿上升到H時所受拉力F的大��；
⑶導(dǎo)體桿上升到H過程中拉力做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分)如圖所示，在坐標(biāo)系的第一、四象限存在一寬度為a、垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B；在第三象限存在與y軸正方向成θ=60°角的勻強(qiáng)電場。一個粒子源能釋放質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，粒子的初速度可以忽略。粒子源在點P（，）時發(fā)出的粒子恰好垂直磁場邊界EF射出；將粒子源沿直線PO移動到Q點時，所發(fā)出的粒子恰好不能從EF射出。不計粒子的重力及粒子間相互作用力。求：
⑴勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度；
⑵PQ的長度；
⑶若僅將電場方向沿順時針方向轉(zhuǎn)動60º角，粒子源仍在PQ間移動并釋放粒子，試判斷這些粒子第一次從哪個邊界射出磁場并確定射出點的縱坐標(biāo)范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分)如圖所示，直角坐標(biāo)系xoy的第一象限內(nèi)有場強(qiáng)為E方向沿x軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場，第二象限內(nèi)有方向沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場，在的區(qū)域內(nèi)有方向垂直坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)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(yùn)動， 通過第二象限后經(jīng)點再進(jìn)入y≤0區(qū)域，并恰好經(jīng)過坐標(biāo)原點O.求

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

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(18分) 如圖所示，區(qū)域Ⅰ中有豎直向上的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E； 區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；區(qū)域Ⅲ中有垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B。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點正上方的M點以速度v0水平射入電場，經(jīng)水平分界線OP上的A點與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)磁場中。

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）粒子從第一次進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ到離開區(qū)域Ⅲ所經(jīng)歷的時間t3。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，水平地面上有一輛固定有豎直光滑絕緣管的小車，管的底部有一質(zhì)量m=0.2g、電荷量q=8×10-5C的小球，小球的直徑比管的內(nèi)徑略�。诠芸谒谒矫鍹N的下方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1= 15T的勻強(qiáng)磁場，MN面的上方還存在著豎直向上、場強(qiáng)E=25V/m的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=5T的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)讓小車始終保持v=2m/s的速度勻速向右運(yùn)動，以帶電小球剛經(jīng)過場的邊界PQ為計時的起點，測得小球?qū)軅?cè)壁的彈力FN隨高度h變化的關(guān)系如圖所示．g取10m/s2，不計空氣阻力．求：

（1）小球剛進(jìn)入磁場B1時的加速度大小a；
（2）絕緣管的長度L；
（3）小球離開管后再次經(jīng)過水平面MN時距管口的距離

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示為帶電平行板電容器．電容為c．板長為L，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．一個電荷量為、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，然后又恰好從下板的左邊緣飛進(jìn)電場．不計粒子重力．試求：

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

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖甲所示，在坐標(biāo)系中，軸左側(cè)有沿軸正向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E；軸右側(cè)有如圖乙所示，大小和方向周期性變化的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度大小B0已知.磁場方向垂直紙面向里為正.時刻，從軸上的p點無初速釋放一帶正電的粒子，質(zhì)量為m，電量為q（粒子重力不計），粒子第一次在電場中運(yùn)動時間與第一次在磁場中運(yùn)動的時間相等.求

（1）P點到O點的距離；
（2）粒子經(jīng)一個周期沿y軸發(fā)生的位移；
（3）粒子能否再次經(jīng)過O點，若不能說明理由.若能，求粒子再次經(jīng)過O點的時刻；
（4）粒子第4n（n=1、2、3 ）次經(jīng)過y軸時的縱坐標(biāo).

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