如圖，在寬度分別為和的兩個(gè)毗鄰的條形區(qū)域分別有勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，電場(chǎng)方向與電、磁場(chǎng)分界線平行向右。一帶正電荷的粒子以速率v從磁場(chǎng)區(qū)域上邊界的P點(diǎn)斜射入磁場(chǎng)，然后以垂直于電、磁場(chǎng)分界線的方向進(jìn)入電場(chǎng)，最后從電場(chǎng)邊界上的Q點(diǎn)射出。已知PQ垂直于電場(chǎng)方向，粒子軌跡與電、磁場(chǎng)分界線的交點(diǎn)到PQ的距離為d。不計(jì)重力,求電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比及粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比。


【解析】

本題考查帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。

粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示.由于粒子在分界線處的速度與分界線垂直,圓心O應(yīng)在分界線上,OP長度即為粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧的半徑R.由幾何關(guān)系得

………①

設(shè)粒子的質(zhì)量和所帶正電荷分別為m和q,由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得

 


……………②

設(shè)為虛線與分界線的交點(diǎn),,則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為……③

式中有………④粒子進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng),其初速度為v,方向垂直于電場(chǎng).設(shè)粒子的加速度大小為a,由牛頓第二定律得…………⑤

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有……⑥                  ………⑦

由①②⑤⑥⑦式得…………⑧

由①③④⑦式得


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


如下圖甲所示，在以O為坐標(biāo)原點(diǎn)的xOy平面內(nèi)，存在著范圍足夠大的電場(chǎng)和磁場(chǎng)。一個(gè)帶正電小球在0時(shí)刻以v0＝3gt0的初速度從O點(diǎn)沿+x方向（水平向右）射入該空間，在t0時(shí)刻該空間同時(shí)加上如下圖乙所示的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，其中電場(chǎng)沿+y方向（豎直向上），場(chǎng)強(qiáng)大小，磁場(chǎng)垂直于xOy平面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。已知小球的質(zhì)量為m，帶電量為q，時(shí)間單位t0，當(dāng)?shù)刂亓铀俣?i>g，空氣阻力不計(jì)。試求：

（1）12t0末小球速度的大小。

（2）在給定的xOy坐標(biāo)系中，大體畫出小球在0到24t0內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖。

（3）30t0內(nèi)小球距x軸的最大距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如下圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在水平放置的木板上固定一張白紙，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端栓兩根細(xì)線。兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住兩細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條使之伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時(shí)，需記下     的位置、兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)、描下                         ；再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)套把橡皮條拉長，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)位置     、再記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)、描下          。在白紙上按      標(biāo)度畫出用兩彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí)力F1、F2的圖示和用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí)力F的圖示。

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科目：高中物理 來源： 題型：


測(cè)量一螺線管兩接線柱之間金屬絲的長度的器材如下：

A．待測(cè)螺線管L（符號(hào)）：繞制螺線管金屬絲的電阻率為ρ，電阻RL約為100Ω

B．螺旋測(cè)微器

C．電流表A1：量程100μA，內(nèi)阻RA1＝500 Ω

D．電流表A2：量程0.6A，內(nèi)阻RA2=15Ω

E．電壓表V1：量程6 V，內(nèi)阻RV1＝4 kΩ

F．電壓表V2：量程3V，內(nèi)阻RV2＝2kΩ

G．定值電阻：R0＝50Ω

H．滑動(dòng)變阻器R′：全電阻約為1kΩ

I．電源E：電動(dòng)勢(shì)9V，內(nèi)阻忽略不計(jì)

J．開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干

（1）實(shí)驗(yàn)中用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑如上圖所示，其示數(shù)為d＝          mm。

（2）根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)器材，電流表選用       ，電壓表選用       （填寫實(shí)驗(yàn)器材前面的字母）。

（3）根據(jù)所給實(shí)物圖，在右側(cè)方框中作出實(shí)驗(yàn)原理圖。

          

（4）若測(cè)得的金屬絲直徑用d表示，電流表G的讀數(shù)用I表示，電壓表V的讀數(shù)用U表示，則由已知量和測(cè)得量的符號(hào)表示金屬絲的長度L＝            。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖10-6所示，螺線管兩端加上交流電壓，沿著螺線管軸線方向有一電子射入，則該電子在螺線管內(nèi)將做

　　A．加速直線運(yùn)動(dòng) 　B．勻速直線運(yùn)動(dòng)

C．勻速圓周運(yùn)動(dòng) 　D．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：


繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個(gè)鋁環(huán)，線圈與電源、電鍵相連，如圖所示．線圈上端與電源正極相連，閉合電鍵的瞬間，鋁環(huán)向上跳起．若保持電鍵閉合，則 （   ）

A．鋁環(huán)不斷升高  B．鋁環(huán)停留在某一高度

C．鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落

D．如果電源的正、負(fù)極對(duì)調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變    

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示，平行于y軸的導(dǎo)體棒以速度v向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過半徑為R、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε與導(dǎo)體棒位置x關(guān)系的圖像是圖乙的（  ）


      圖甲                     圖乙

 

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科目：高中物理 來源： 題型：


有一電阻R ，其阻值大約在40Ω至50Ω之間，需進(jìn)一步測(cè)定其阻值，現(xiàn)有下列器材：電池組ε，電動(dòng)勢(shì)為9 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)；電壓表V，量程為0至10 V，內(nèi)阻20KΩ；電流表A1，量程為0至50ｍＡ，內(nèi)阻約20Ω；電流表A2，量程為0至300mＡ，內(nèi)阻約4Ω；滑動(dòng)變阻器R1，阻值范圍為0至100Ω，額定電流1A；滑動(dòng)變阻器R2，阻值范圍為0至1700Ω，額定電流0.3Ａ，開關(guān)Ｓ及導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)電路圖如圖１所示，實(shí)驗(yàn)中要求多測(cè)幾組電流、電壓值。在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選        電流表和       滑動(dòng)變阻器。

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科目：高中物理 來源： 題型：


在圖所示電路的三根導(dǎo)線中，有一根是斷的，電源、電阻器R1、R2及另外兩根導(dǎo)線都是好的，為了查出斷導(dǎo)線，某學(xué)生想先將萬用表的紅表筆連接在電源的正極a，再將黑表筆分別連電阻器R1的b端和R2的c端，并觀察萬用表指針的示數(shù)，在下列選檔中，符合操作規(guī)程的是：

  A．直流10V擋      

B．直流0.5A擋

  C．直流2.5V擋     

D．歐姆擋

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