(16分)如圖所示，在xoy平面內(nèi)，y軸左側(cè)有沿x軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E；在0＜x＜L區(qū)域內(nèi)，x軸上、下方有相反方向的勻強電場，電場強度大小均為2E；在x＞L的區(qū)域內(nèi)有垂直于xoy平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小不變、方向做周期性變化。一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子(粒子重力不計)，由坐標為(－L，)的A點靜止釋放。

⑴求粒子第一次通過y軸時速度大��；
⑵求粒子第一次射入磁場時的位置坐標及速度；
⑶現(xiàn)控制磁場方向的變化周期和釋放粒子的時刻，實現(xiàn)粒子能沿一定軌道做往復運動，求磁場的磁感應(yīng)強度B大小取值范圍。

⑴v0＝；⑵(L，L)，v＝，方向與x軸正方向成45°角斜向上；⑶0＜B＜

解析試題分析：⑴粒子在y軸左側(cè)的勻強電場中被加速做直線運動，根據(jù)動能定理有：qEL＝－0
解得粒子第一次通過y軸時速度大小為：v0＝
⑵粒子進入偏轉(zhuǎn)電場后作類平拋運動，設(shè)其運動時間為t，在x方向上有：L＝v0t
在y方向上有：Δy＝，vy＝
解得：Δy＝，vy＝v0
所以粒子第一次射入磁場時的位置坐標為(L，L)
速度大小為：v＝＝，方向與x軸正方向成45°角斜向上
⑶在磁場中，粒子做勻速圓周運動，根據(jù)向心力公式和牛頓第二定律有：qvB＝
解得粒子做勻速圓周運動的軌道半徑為：R＝
由對稱性可知，射出磁場后必須在x軸下方的電場中運動，才能實現(xiàn)粒子沿一定軌道做往復運動，如圖所示。

當CC1＝＋＋＝時，軌道半徑R最小，對應(yīng)的磁感應(yīng)強度B最大，粒子緊貼x軸進入y軸左側(cè)的電場
根據(jù)圖中幾何關(guān)系有：R2＋R2＝CC12
解得最小半徑為：R＝，對應(yīng)的磁感應(yīng)強度的最大值為：Bmax＝
所以磁感應(yīng)強度大小取值范圍：0＜B＜
考點：本題主要考查了帶電粒子在復合場中的運動問題，屬于中檔題。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，均勻?qū)Ь�制成的單位正方形閉合線框abcd，每邊長為L＝0.2m，總電阻為R＝10Ω，總質(zhì)量為m＝0.04 kg。將其置于磁感強度為B=5T的水平勻強磁場上方h＝0.45m處，如圖所示。線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與水平的磁場邊界平行。當cd邊剛進入磁場時，(重力加速度取g＝10 m/s2)

（1）求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小;
（2）求cd兩點間的電勢差大小;
（3）若此時線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（19分）如圖所示，一帶電粒子以與水平方向成60°角速度在豎直平面內(nèi)做直線運動，經(jīng)過一段時間后進入一垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域（圖中未畫出磁場區(qū)域），粒子飛出磁場后垂直電場方向進入寬為L的勻強電場。 電場強度大小為E，方向豎直向上。當粒子穿出電場時速度大小變?yōu)樵瓉淼?img src="http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/9c/3/n0frb.png" style="vertical-align:middle;" />倍。 已知帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為q，重力不計。求：

（1）粒子帶什么電？簡述理由；
（2）帶電粒子在磁場中運動時速度多大；
（3）該圓形磁場區(qū)域的最小面積為多大。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，一帶電粒子以某一速度在豎直平面內(nèi)做直線運動，經(jīng)過一段時間后進入一垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的最小的圓形勻強磁場區(qū)域（圖中未畫出磁場區(qū)域），粒子飛出磁場后垂直電場方向進入寬為L的勻強電場。電場強度大小為E，方向豎直向上。當粒子穿出電場時速度大小變?yōu)樵瓉淼?img src="http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/5e/d/26hbf.png" style="vertical-align:middle;" />倍。已知帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為g，重力不計。粒子進入磁場前的速度如圖與水平方向成θ＝60°角。求：

（1）粒子帶什么性質(zhì)的電荷；
（2）粒子在磁場中運動時速度多大；
（3）該最小的圓形磁場區(qū)域的面積為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）、傳送帶和水平面的夾角為37°，完全相同的兩輪和皮帶的切點A、B間的距離為24m， B點右側(cè)（B點在場的邊緣）有一上下無限寬左右邊距為d的正交勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上，勻強磁場垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度B=103T.傳送帶在電機帶動下，以4m/s速度順時針勻速運轉(zhuǎn)，現(xiàn)將質(zhì)量為m=0.1kg，電量q=+10-2C的物體(可視為質(zhì)點)輕放于傳送帶的A點，已知物體和傳送帶間的摩擦系數(shù)為μ=0.8，物體在運動過程中電量不變，重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：

（1）物體從A點傳送到B點的時間？
（2）若物體從B點進入混合場后做勻速圓周運動，則所加的電場強度的大小E應(yīng)為多少？物體仍然從混合場的左邊界出混合場，則場的右邊界距B點的水平距離d至少等于多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示，一個質(zhì)量m=2.0×10-11kg、電荷量q=1.0×10-5C的帶電粒子（重力忽略不計），從靜止開始經(jīng)U1=100V電場加速后，沿兩平行金屬板間中線水平進入電壓U2=100V的偏轉(zhuǎn)電場，帶電粒子從偏轉(zhuǎn)電場射出后，進入垂直紙面向里的勻強磁場，磁場的左右邊界均與偏轉(zhuǎn)電場的金屬板垂直。已知偏轉(zhuǎn)電場金屬板長L=20cm、兩板間距，勻強磁場的寬度D=10cm。求：

（1）帶電粒子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0；
（2）帶電粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時速度v的大小和方向；
（3）為了使帶電粒子不從磁場右邊界射出，勻強磁場磁感應(yīng)強度的最小值B。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖所示，在平面直角坐標系中，直線與軸成30°角，點的坐標為（，0），在軸與直線之間的區(qū)域內(nèi)，存在垂直于平面向里磁感強度為的勻強磁場．均勻分布的電子束以相同的速度從軸上的區(qū)間垂直于軸和磁場方向射入磁場．己知從軸上點射入磁場的電子在磁場中的軌跡恰好經(jīng)過點，忽略電子間的相互作用，不計電子的重力．

（1）電子的比荷（）；
（2）有一電子，經(jīng)過直線MP飛出磁場時，它的速度方向平行于y軸，求該電子在y軸上的何處進入磁場；
（3）若在直角坐標系的第一象限區(qū)域內(nèi)，加上方向沿軸正方向大小為的勻強電場，在處垂直于軸放置一平面熒光屏，與軸交點為，求：從O點上方最遠處進入電場的粒子打在熒光屏上的位置。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖所示，在直角坐標系xoy的第一、四象限區(qū)域內(nèi)存在兩個有界的勻強磁場：垂直紙面向外的勻強磁場Ⅰ、垂直紙面向里的勻強磁場Ⅱ，O、M、P、Q為磁場邊界和x軸的交點，OM=MP=L.在第三象限存在沿y軸正向的勻強電場. 一質(zhì)量為帶電量為的帶電粒子從電場中坐標為（-2L，-L）的點以速度v0沿+x方向射出，恰好經(jīng)過原點O處射入?yún)^(qū)域Ⅰ又從M點射出區(qū)域Ⅰ（粒子的重力忽略不計）

（1）求第三象限勻強電場場強E的大�。�
（2）求區(qū)域Ⅰ內(nèi)勻強磁場磁感應(yīng)強度B的大��；
（3）如帶電粒子能再次回到原點O，問區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁場的寬度至少為多少？粒子兩次經(jīng)過原點O的時間間隔為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

一個“”形導軌PONQ，其質(zhì)量為M="2.0" kg，放在光滑絕緣的水平面上，處于勻強磁場中，另有一根質(zhì)量為m="0.60" kg的金屬棒CD跨放在導軌上，CD與導軌的動摩擦因數(shù)是0.20，CD棒與ON邊平行，左邊靠著光滑的固定立柱a、b，勻強磁場以ab為界，左側(cè)的磁場方向豎直向上（圖中表示為垂直于紙面向外），右側(cè)磁場方向水平向右，磁感應(yīng)強度的大小都是0.80 T，如圖所示。已知導軌ON段長為0.50 m，電阻是0.40 Ω，金屬棒CD的電阻是0.20 Ω，其余電阻不計.導軌在水平拉力作用下由靜止開始以0.20 m/s2的加速度做勻加速直線運動，一直到CD中的電流達到4.0 A時，導軌改做勻速直線運動.設(shè)導軌足夠長，取g=10 m/s2。求：

⑴導軌運動起來后，C、D兩點哪點電勢較高？
⑵導軌做勻速運動時，水平拉力F的大小是多少？
⑶導軌做勻加速運動的過程中，水平拉力F的最小值是多少？
⑷CD上消耗的電功率為P="0.80" W時，水平拉力F做功的功率是多大？

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