如圖4所示，在直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的電荷從原點(diǎn)O沿y軸正方向以初速度v0出發(fā)，電荷重力不計(jì).現(xiàn)要求該電荷能通過點(diǎn)P(a，－b)，試設(shè)計(jì)在電荷運(yùn)動(dòng)的空間范圍內(nèi)加上“電場”后并運(yùn)用物理知識求解的一種簡單、常規(guī)的方案.

圖4

(1)說明電荷由O到P的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)并在圖中繪出電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡；

(2)用必要的運(yùn)算說明你設(shè)計(jì)的方案中相關(guān)物理量的表達(dá)式.(用題設(shè)已知條件和有關(guān)常數(shù))

解析：（1）電荷從坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā)到到達(dá)x軸下方P點(diǎn)，且要求設(shè)計(jì)的是一種簡單、常規(guī)的方案，所以不能設(shè)計(jì)成運(yùn)動(dòng)過程是分幾段分別加不同的電場，而常規(guī)的直線運(yùn)動(dòng)和拋體運(yùn)動(dòng)也行不通.故從電場入手，可以回憶學(xué)過的幾種電場線圖、等勢線圖，得出在點(diǎn)電荷電場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)較適宜.

（2）在x軸上O′點(diǎn)固定一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷Q，使電荷(m，q)繞O′從O在庫侖力作用下到P做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R，電荷運(yùn)動(dòng)軌跡如圖5所示.

圖5

由圖示幾何關(guān)系知

答案：（1）略�。�2）在x軸上點(diǎn)處放置電荷量的負(fù)電荷


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2006?鹽城模擬）如圖所示，在直角坐系中的第Ⅰ象限中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，在第Ⅳ象限中存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子（不計(jì)重力）在y軸上的A（0，3）以平行x軸的初速度v0=120m/s射人電場區(qū)，然后從電場區(qū)進(jìn)入磁場區(qū)，又從磁場區(qū)進(jìn)入電場區(qū)，并通過x軸上P點(diǎn)（4.5，0）和Q點(diǎn)（8，0）各一次．已知該粒子的荷質(zhì)比為
qm
=108C/kg，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖14所示，在直角坐標(biāo)系的第Ⅱ象限和第Ⅳ象限中的直角三角形區(qū)域內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B＝5.0×10－3 T的勻強(qiáng)磁場，方向分別垂直紙面向外和向里．質(zhì)量為m＝6.64×10－27kg、電荷量為q＝＋3.2×10－19C的α粒子(不計(jì)α粒子重力)，由靜止開始經(jīng)加速電壓為U＝1205 V的電場(圖中未畫出)加速后，從坐標(biāo)點(diǎn)M(－4，)處平行于x軸向右運(yùn)動(dòng)，并先后通過兩個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域．

(1)請你求出α粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)半徑；

(2)你在圖中畫出α粒子從直線x＝－4到直線x＝4之間的運(yùn)動(dòng)軌跡，并在圖中標(biāo)明軌跡與直線x＝4交點(diǎn)的坐標(biāo)；

(3)求出α粒子在兩個(gè)磁場區(qū)域偏轉(zhuǎn)所用的總時(shí)間．

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科目：高中物理 來源：鹽城模擬 題型：問答題

如圖所示，在直角坐系中的第Ⅰ象限中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，在第Ⅳ象限中存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子（不計(jì)重力）在y軸上的A（0，3）以平行x軸的初速度v0=120m/s射人電場區(qū)，然后從電場區(qū)進(jìn)入磁場區(qū)，又從磁場區(qū)進(jìn)入電場區(qū)，并通過x軸上P點(diǎn)（4.5，0）和Q點(diǎn)（8，0）各一次．已知該粒子的荷質(zhì)比為
q
m
=108C/kg，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向？
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在直角坐系中的第Ⅰ象限中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，在第Ⅳ象限中存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子（不計(jì)重力）在y軸上的A (0,3)以平行x軸的初速度v0=120 m/s射入電場區(qū)，然后從電場區(qū)進(jìn)入磁場區(qū)，又從磁場區(qū)進(jìn)入電場區(qū)，并通過x軸上P點(diǎn)（4. 5,0）和Q點(diǎn)（8,0）各一次．已知該粒子的荷質(zhì)比為，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向？

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科目：高中物理 來源：2005-2006學(xué)年江蘇省鹽城市南陽、三丈、伍佑三校高三（下）聯(lián)考物理試卷（3月份）（解析版） 題型：解答題

如圖所示，在直角坐系中的第Ⅰ象限中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，在第Ⅳ象限中存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子（不計(jì)重力）在y軸上的A（0，3）以平行x軸的初速度v=120m/s射人電場區(qū)，然后從電場區(qū)進(jìn)入磁場區(qū)，又從磁場區(qū)進(jìn)入電場區(qū)，并通過x軸上P點(diǎn)（4.5，0）和Q點(diǎn)（8，0）各一次．已知該粒子的荷質(zhì)比為=108C/kg，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向？

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