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如圖所示，范圍足夠大的場強為E的勻強電場，方向沿y軸負方向。范圍足夠大的磁感應強度為B的勻強磁場，方向垂直xoy平面向里。質量為m、電荷量為+q的帶電粒子（不計重力），從坐標原點O出發(fā)沿x軸正方向射入場區(qū)。

(1) 若射入時速度大小為，且E=0，求此時粒子運動過程中距x軸的最大距離；

（2）若粒子沿初速方向做勻速直線運動，求初速度滿足的條件；

（3）若初速度，此時粒子運動的軌跡如圖中實線所示。試求此粒子運動過程中距x軸的最大距離；

(4) 若粒子初速=0，此時粒子的運動軌跡如圖中虛線所示。已知此曲線距x軸最遠處附近一小段圓弧的半徑（即曲率半徑）是粒子此時距離x軸最遠距離的2倍，試求的大小

（1）（2）（3）（4）


解析:

（1）只受洛侖茲力作用，粒子做勻速圓周運動，有

                                 ①  （2分）

此時粒子運動過程中距x軸的最大距離       ②   （2分）

（2）粒子沿初速方向做勻速直線運動滿足        ③   （2分）

所以                                            ④      （1分）

（3）若粒子初速度，洛侖茲力大于電場力，粒子向y軸正方向偏轉，當速度為0時，離x軸的距離最大。                                    

由動能定理得：                        ⑤  （2分）

解得距x軸最大距離                            ⑥   （2分）

（4）由動能定理得：                     ⑦     （2分）

 又                                  ⑧    （2分）

據題意有：                                      ⑨   （1分）

所以                                          ⑩  （2分）

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網如圖所示存在范圍足夠大的磁場區(qū)，虛線OO′為磁場邊界，左側為豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為B1，右側為豎直向上的磁感應強度為B2的勻強磁場區(qū)，B1=B2=B．有一質量為m且足夠長的U形金屬框架MNPQ平放在光滑的水平面上，框架跨過兩磁場區(qū)，磁場邊界OO′與框架的兩平行導軌MN、PQ垂直，兩導軌相距L，一質量也為m的金屬棒垂直放置在右側磁場區(qū)光滑的水平導軌上，并用一不可伸長的繩子拉住，繩子能承受的最大拉力是F0，超過F0繩子會自動斷裂，已知棒的電阻是R，導軌電阻不計，t=0時刻對U形金屬框架施加水平向左的拉力F讓其從靜止開始做加速度為a的勻加速直線運動．
（1）求在繩未斷前U形金屬框架做勻加速運動t時刻水平拉力F的大��；繩子斷開后瞬間棒的加速度．
（2）若在繩子斷開的時刻立即撤去拉力F，框架和導體棒將怎樣運動，求出它們的最終狀態(tài)的速度．
（3）在（2）的情景下，求出撤去拉力F后棒上產生的電熱和通過導體棒的電量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，范圍足夠大的勻強電場與勻強磁場相互垂直，已知勻強磁場的磁感應強度為B，一質量為m、電荷量為q的帶電小球A恰好可在場中繞O點在豎直平面內做半徑為R的勻速圓周運動。重力加速度為g，求：
 
（1）勻強電場的電場強度E為多大？
（2）帶電小球在場中運動的動能EK是多少？
（3）若在O點固定另一與A完全相同的帶電小球B，為了保證小球A仍在原來軌道上運動，且速率和繞行方向不變，則勻強磁場的磁感應強度應為多大？

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科目：高中物理 來源：2010-2011學年江蘇省南京市高三第四次模擬考試（理綜）物理部分 題型：選擇題

如圖所示存在范圍足夠大的磁場區(qū)，虛線OO′為磁場邊界，左側為豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為B1，右側為豎直向上的磁感應強度為B2的勻強磁場區(qū)，B1＝B2＝B.有一質量為m且足夠長的U形金屬框架MNPQ平放在光滑的水平面上，框架跨過兩磁場區(qū)，磁場邊界OO′與框架的兩平行導軌MN、PQ垂直，兩導軌相距L，一質量也為m的金屬棒垂直放置在右側磁場區(qū)光滑的水平導軌上，并用一不可伸長的繩子拉住，繩子能承受的最大拉力是F0，超過F0繩子會自動斷裂，已知棒的電阻是R，導軌電阻不計，t＝0時刻對U形金屬框架施加水平向左的拉力F讓其從靜止開始做加速度為a的勻加速直線運動．

(1) 求在繩未斷前U形金屬框架做勻加速運動t時刻水平拉力F的大小；繩子斷開后瞬間棒的加速度．

(2) 若在繩子斷開的時刻立即撤去拉力F，框架和導體棒將怎樣運動，求出它們的最終狀態(tài)的速度．

(3) 在(2)的情景下，求出撤去拉力F后棒上產生的電熱和通過導體棒的電量．

 

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科目：高中物理 來源：0110 模擬題 題型：計算題

如圖所示存在范圍足夠大的磁場區(qū)，虛線OO′為磁場邊界，左側為豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為B1，右側為豎直向上的磁感應強度為B2的勻強磁場區(qū)，B1＝B2＝B。有一質量為m且足夠長的U形金屬框架MNPQ平放在光滑的水平面上，框架跨過兩磁場區(qū)，磁場邊界OO′與框架的兩平行導軌MN、PQ垂直，兩導軌相距L，一質量也為m的金屬棒垂直放置在右側磁場區(qū)光滑的水平導軌上，并用一不可伸長的繩子拉住，繩子能承受的最大拉力是F0，超過F0繩子會自動斷裂，已知棒的電阻是R，導軌電阻不計，t＝0時刻對U形金屬框架施加水平向左的拉力F讓其從靜止開始做加速度為a的勻加速直線運動。
（1）求在繩未斷前U形金屬框架做勻加速運動t時刻水平拉力F的大�。焕K子斷開后瞬間棒的加速度。
（2）若在繩子斷開的時刻立即撤去拉力F，框架和導體棒將怎樣運動，求出它們的最終狀態(tài)的速度。
（3）在（2）的情景下，求出撤去拉力F后棒上產生的電熱和通過導體棒的電量。

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