（18 分）如圖所示，在平面直角坐標系第Ⅲ象限內(nèi)充滿＋y 方向的勻強電場， 在第Ⅰ象限的某個圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場（電場、磁場均未畫出）；一個比荷為的帶電粒子以大小為 v 0的初速度自點沿＋x 方向運動，恰經(jīng)原點O進入第Ⅰ象限，粒子穿過勻強磁場后，最終從 x軸上的點 Q（9 d,0 ）沿－y 方向進入第Ⅳ象限；已知該勻強磁場的磁感應(yīng)強度為  ，不計粒子重力。 

（1）求第Ⅲ象限內(nèi)勻強電場的場強E的大��；
（2） 求粒子在勻強磁場中運動的半徑R及時間t B；
（3） 求圓形磁場區(qū)的最小半徑rm。

（1）（2） （3）d

解析試題分析：⑴粒子在第Ⅲ象限做類平拋運動：
  ①
   ②
  ③
解得：場強   ④
（2）設(shè)粒子到達O點瞬間，速度大小為，與軸夾角為：

    ⑤
     ⑥
， ⑦
粒子在磁場中，洛倫茲力提供向心力：
     ⑧
解得，粒子在勻強磁場中運動的半徑
   ⑨
在磁場時運動角度：
     ⑩
在磁場時運動時間（11）
（3）如圖，若粒子進入磁場和離開磁場的位置恰位于磁場區(qū)的某條直徑兩端，可求得磁場區(qū)的最小半徑
     （12）
解得：  （13）
考點：帶電粒子在電場及在磁場中的運動。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

初速為v0的電子，沿平行于通電長直導(dǎo)線的方向射出，直導(dǎo)線中電流方向與電子的初始運動方向如右圖所示，則(　　)

A．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變
B．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變
C．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變
D．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示，在POQ區(qū)域內(nèi)分布有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，有一束負離子流沿紙面垂直于磁場邊界OQ方向從A點射入磁場，已知OA＝s，∠POQ=450，負離子的質(zhì)量為m，帶電荷量的絕對值為q，要使負離子不從OP邊射出，負離子進入磁場時的速度最大不能超過       。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在某空間建立一坐標xOy，其間充滿著x正方向的勻強電場，場強E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的勻強磁場，磁感強度B=2.5T。今有一帶負電微粒質(zhì)量kg，電量q=-5×10-7 C。在該空間恰能做勻速直線運動。求：

（1）試分析該題中重力可否忽略不計（需通過計算說明）。
（2）該微粒運動的速度。
（3）若該微粒飛經(jīng)y軸的某點M時，突然將磁場撤去而只保留電場，則微粒將再次經(jīng)過y軸的N點，則微粒從M到N運動的時間為多長，M、N兩點間的距離為多大？（圖中M、N在坐標上未標出）          

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，圓心為原點、半徑為的圓將平面分為兩個區(qū)域，即圓內(nèi)區(qū)域Ⅰ和圓外區(qū)域Ⅱ。區(qū)域Ⅰ內(nèi)有方向垂直于平面的勻強磁場。平行于x軸的熒光屏垂直于平面，放置在直線的位置。一束質(zhì)量為、電荷量為q、速度為的帶正電粒子從坐標為（，0）的A點沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ，粒子全部垂直打在熒光屏上坐標為（0，-2R）的點。若區(qū)域Ⅱ中加上平行于x軸的勻強電場，從A點沿x軸正方向以速度2射入?yún)^(qū)域Ⅰ的粒子垂直打在熒光屏上的N點。不考慮重力作用，求：

（1）在區(qū)域Ⅰ中磁感應(yīng)強度B的大小和方向。
（2）在區(qū)域Ⅱ中電場的場強為多大？MN兩點間距離是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，在屏蔽裝置底部中心位置O點放一醫(yī)用放射源，可通過細縫沿扇形區(qū)域向外輻射速率為的粒子。已知屏蔽裝置寬AB=9cm、縫長AD=18cm，粒子的質(zhì)量，電量。若在屏蔽裝置右側(cè)條形區(qū)域內(nèi)加一勻強磁場來隔離輻射，磁感應(yīng)強度，方向垂直于紙面向里，整個裝置放于真空環(huán)境中。

(1)若所有的粒子均不能從條形磁場隔離區(qū)的右側(cè)穿出，則磁場的寬度d至少是多少?
(2)若條形磁場的寬度d=20cm，則射出屏蔽裝置的粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間各是多少?(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，垂直紙面的兩平行金屬板M、N之間加有電壓，M板上O1處有一粒子源，可不斷產(chǎn)生初速度為零的帶正電粒子，粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，N板右側(cè)是一半徑為R的接地金屬圓筒，圓筒垂直于紙面且可繞中心軸逆時針轉(zhuǎn)動。O2為N板上正對O1的小孔，O3、O4為圓筒某一直徑兩端的小孔，開始時O1、O2、O3、O4在同一水平線上。在圓簡上方垂直紙面放置一熒光屏，熒光屏與直線O1O2平行，圓筒轉(zhuǎn)軸到熒光屏的距離OP=3R。不計粒子重力及粒子間相互作用。

（1）若圓筒靜止且圓筒內(nèi)不加磁場，粒子通過圓筒的時間為t，求金屬板MN上所加電壓U
（2）若圓筒內(nèi)加垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，圓筒繞中心軸以某一角速度逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)MN間的電壓使粒子持續(xù)不斷地以不同速度從小孔O2射出電場，經(jīng)足夠長的時間，有的粒子打到圓筒上被吸收，有的通過圓筒打到熒光屏上產(chǎn)生亮斑。如果在熒光屏PQ范圍內(nèi)的任意位置均會出現(xiàn)亮斑，。求粒子到達熒光屏時的速度大小的范圍
（3）在第（2）問情境中，若要使進入圓筒的粒子均能從圓筒射出來，求圓筒轉(zhuǎn)動的角速度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，x軸的上方存在方向與x軸正方向成1350角的勻強電場，電場強度為E＝1×103V/m，x軸的下方存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝0.5T。有一個質(zhì)量為m＝1×10-11kg，電荷量為q＝1×10-7C的帶正電粒子，從坐標原點O以速度v＝2×103 m/s沿與x軸負方向成45°角方向進入磁場，設(shè)x軸上下方的電場和磁場區(qū)域足夠大，不計粒子重力。求：

（1）粒子從O點出發(fā)到第一次經(jīng)過x軸前，在磁場中運動軌跡的半徑。
（2）粒子從O點出發(fā)到第一次經(jīng)過x軸所經(jīng)歷的時間。
（3）粒子從O點出發(fā)到第四次經(jīng)過x軸的坐標。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

質(zhì)譜儀是一種分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示。離子源S產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的鉀離子，離子出來時速度很小，可視為零。離子經(jīng)過電勢差為U的電場加速后，沿著與磁場垂直的方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，經(jīng)半圓周到達照相底片上的P點。

(1)求粒子進入磁場時的速度；
(2)求P點到入口S1的距離x；
(3)在實驗過程中由于儀器不完善，加速電壓在平均值U附近變化U，求需要以多大相對精確度U/U維持加速電壓值，才能使鉀39、鉀41的同位素束在照相底片上不發(fā)生覆蓋。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案