如圖所示，在邊長為l的正方形區(qū)域內(nèi)，有與y軸平行的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場．一個帶電粒子（不計(jì)重力）從原點(diǎn)O沿x軸進(jìn)入場區(qū)，恰好做勻速直線運(yùn)動，穿過場區(qū)的時間為T0；若撤去磁場，只保留電場，其他條件不變，該帶電粒子穿過場區(qū)的時間為
1
2
T0；若撤去電場，只保留磁場，其他條件不變，那么，該帶電粒子穿過場區(qū)的時間應(yīng)該是（　�。�
分析：帶電粒子在電場與磁場中受到的電場力與洛倫茲力平衡，當(dāng)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動時，由分解成的兩個簡單運(yùn)動可得電場強(qiáng)度與位移關(guān)系．當(dāng)撤去電場時，粒子做勻速圓周運(yùn)動，由牛頓第二定律與幾何關(guān)系可求出帶電粒子穿過場區(qū)的時間．
解答：解：從原點(diǎn)沿x軸直線射出過程勻速直線運(yùn)動，受力平衡：
Eq=Bqv…①
由穿過場區(qū)的時間為T0可得：
L=vT0…②
若撤去磁場，只保留電場，帶電粒子在豎直方向偏轉(zhuǎn)，做類平拋運(yùn)動：
x=v
1
2
T0…③
x=L…④；
y=
1
2
at2…⑤
t=
1
2
T0…⑥
a=
qE
m
…⑦
當(dāng)撤去電場，在勻強(qiáng)磁場中勻速圓周運(yùn)動，帶電粒子在磁場中經(jīng)過的軌跡是個半圓，故運(yùn)動時間：
t=
2πm
qm
×
1
2
…⑧
由①②③④⑤式得：t=
π
4
T0；
故該粒子穿過場區(qū)的時間應(yīng)該是t=
π
4
T0；
故選B．
點(diǎn)評：本題考查帶電粒子在電場、磁場中兩運(yùn)動模型：勻速圓周運(yùn)動與類平拋運(yùn)動，及相關(guān)的綜合分析能力，以及空間想像的能力，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?普陀區(qū)三模）如圖所示，在邊長為L的正方形ABCD區(qū)域內(nèi)存在著場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，電場方向與AB邊平行．一帶電量為q的帶電粒子以mv2/2從正方形ABCD一條邊的中點(diǎn)射入（該粒子的重力不計(jì)），一段時間后，該粒子從一條邊的中點(diǎn)射出，此時該帶電粒子的動能有n種情況，則n 等于（　　）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（A）如圖所示，在邊長為L=1m的等邊三角形ACD區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=
3
3
T、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)有一束比荷
q
m
=102C/kg帶正電粒子，從AC邊中點(diǎn)P以平行于CD邊的某一速度射入磁場，粒子的重力可忽略不計(jì)．
（1）若粒子進(jìn)入磁場時的速度大小為v0=10m/s，求粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑；
（2）若粒子能從AC邊飛出磁場，求粒子在磁場中的運(yùn)動時間；
（3）為使粒子能從CD邊飛出磁場，粒子進(jìn)入磁場時的速度大小應(yīng)滿足的條件？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在邊長為l的正方形四個頂點(diǎn)A、B、C、D上依次放置電荷量為+q、+q、+q和-q的點(diǎn)電荷，求正方形中心O點(diǎn)的電場強(qiáng)度．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在邊長為L的等邊三角形ACD區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)有一束質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子，從AC邊中點(diǎn)P、平行于CD邊垂直磁場射入，粒子的重力可忽略不計(jì)．
（1）若粒子進(jìn)入磁場時的速度大小為v0，求粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑；
（2）為使粒子能從CD邊飛出磁場，粒子進(jìn)入磁場時的速度大小應(yīng)滿足什么條件？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案