（18分）如圖所示，相距為d、板間電壓為U的平行金屬板M、N間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場；在POy區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場；POx區(qū)域?yàn)闊o場區(qū)．一正離子沿平行于金屬板、垂直磁場射入兩板間并做勻速直線運(yùn)動，從H（0，a）點(diǎn)垂直y軸進(jìn)入第Ⅰ象限．
（1）求離子在平行金屬板間的運(yùn)動速度；
（2）若離子經(jīng)OP上某點(diǎn)離開磁場，最后垂直x軸離開第Ⅰ象限，求離子在第Ⅰ象限磁場區(qū)域的運(yùn)動時間；
（3）要使離子一定能打在x軸上，則離子的荷質(zhì)比應(yīng)滿足什么條件？

（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）粒子在平行板內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，有，又，
解得離子在平行板內(nèi)的速度為：
（2）如圖為離子在第一象限內(nèi)的運(yùn)動軌跡圖，由幾何關(guān)系可得，軌跡半徑為
軌跡對應(yīng)的圓心角為 ；運(yùn)動的周期為：
運(yùn)動時間為：

（3）要使粒子一定能打到x軸上，離子在磁場中運(yùn)動的最小半徑為r2，由幾何關(guān)系
解得：；
由 可得：，
即

考點(diǎn)：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖所示，用絕緣細(xì)線懸掛一個導(dǎo)線框，導(dǎo)線框是由兩同心半圓弧導(dǎo)線和直導(dǎo)線ab、cd（ab、cd在同一條水平直線上）連接而成的閉合回路，導(dǎo)線框中通有圖示方向的電流，處于靜止?fàn)顟B(tài)。在半圓弧導(dǎo)線的圓心處沿垂直于導(dǎo)線框平面的方向放置一根長直導(dǎo)線P．當(dāng)P中通以方向向外的電流時

A．導(dǎo)線框?qū)⑾蜃髷[動
B．導(dǎo)線框?qū)⑾蛴覕[動
C．從上往下看，導(dǎo)線框?qū)㈨槙r針轉(zhuǎn)動
D．從上往下看，導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如右圖所示，沒有磁場時，顯像管內(nèi)電子束打在熒光屏正中的O點(diǎn)，加磁場后電子束打在熒光屏O點(diǎn)上方的P點(diǎn)，則所加磁場的方向可能是(　　)

A．垂直于紙面向內(nèi)　　　　B．垂直于紙面向外
C．平行于紙面向上D．平行于紙面向下

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示是測磁感應(yīng)強(qiáng)度的一種裝置。把一個很小的測量線圈放在待測處，將線圈跟沖擊電流計G串聯(lián)(沖擊電流計是一種測量電量的儀器)。當(dāng)用反向開關(guān)S使螺線管里的電流反向時，測量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而有電流流過G。已知測量小線圈有2000圈，它的直徑為2.5cm，整個串聯(lián)回路的電阻是10OOΩ，在S反向時測得△Q=2.5×10-7C。在電流反向過程中，穿過小線圈的磁通量的變化量為_________ Wb，被測處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為_______ T。

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

水平放置的平行金屬導(dǎo)軌相距為d，導(dǎo)軌一端與電源相連，垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖所示．長為L的金屬棒ab靜止在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌成600角，此時，通過金屬棒的電流為I，則金屬棒所受的安培力大小為______.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（19）許多儀器中可利用磁場控制帶電粒子的運(yùn)動軌跡．在如圖所示的真空環(huán)境中，有一半徑r＝0.05m的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T的勻強(qiáng)磁場，其右側(cè)相距d＝0.05m處有一足夠大的豎直屏．從S處不斷有比荷＝1×108C/kg的帶正電粒子以速度v＝2×106m/s沿SQ方向射出，經(jīng)過磁場區(qū)域后打在屏上．不計粒子重力．求：
 
(1)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌跡半徑；
(2)繞通過P點(diǎn)(P點(diǎn)為SQ與磁場邊界圓的交點(diǎn))垂直紙面的軸，將該圓形磁場區(qū)域逆時針緩慢移動90°的過程中，粒子在屏上能打到的范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示豎直平面內(nèi)，存在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，電場強(qiáng)度大小為E，電場方向豎直向下，另有一個質(zhì)量為m帶電量為q（q>0）的小球，設(shè)B、E、q、m、θ和g（考慮重力）為已知量。

（1）若小球射入此復(fù)合場恰做勻速直線運(yùn)動，求速度v1大小和方向。
（2）若直角坐標(biāo)系第一象限固定放置一個光滑的絕緣斜面，其傾角為θ，設(shè)斜面足夠長，從斜面的最高點(diǎn)A由靜止釋放小球，求小球滑離斜面時的速度v大小以及在斜面上運(yùn)動的時間
（3）在（2）基礎(chǔ)上，重新調(diào)整小球釋放位置，使小球到達(dá)斜面底端O恰好對斜面的壓力為零，小球離開斜面后的運(yùn)動是比較復(fù)雜的擺線運(yùn)動，可以看作一個勻速直線運(yùn)動和一個勻速圓周運(yùn)動的疊加，求小球離開斜面后運(yùn)動過程中速度的最大值及所在位置的坐標(biāo)。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（22分）如圖所示，豎直面內(nèi)有一倒立等邊三角形OMN區(qū)域，連長為L，MN邊是水平的。在該區(qū)域有一垂直紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。在同一豎直面內(nèi)有一束質(zhì)量為m、電荷量為q、速度大小不同的帶正電粒子從N點(diǎn)沿NM方向射入該磁場區(qū)域（可認(rèn)為能發(fā)生偏轉(zhuǎn)）。過O點(diǎn)作與MN邊平行的直線作為X坐標(biāo)軸，且O點(diǎn)為X坐標(biāo)軸的原點(diǎn)。不計粒子的重力及粒子間的相互作用力，試求：

（1）射到X坐標(biāo)軸上的O點(diǎn)的粒子速度大�。�
（2）垂直O(jiān)M邊射出的粒子與X坐標(biāo)軸的交點(diǎn)位置；
（3）粒子在磁場中運(yùn)動的時間和速度的關(guān)系。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖甲所示，圓形導(dǎo)線框中磁場B1的大小隨時間周期性變化，使平行金屬板M、N間獲得如圖乙的周期性變化的電壓。M、N中心的小孔P、Q的連線與金屬板垂直，N板右側(cè)勻強(qiáng)磁場（磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2）的區(qū)域足夠大。絕緣檔板C垂直N板放置，距小孔Q點(diǎn)的距離為h�，F(xiàn)使置于P處的粒子源持續(xù)不斷地沿PQ方向釋放出質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子（其重力、初速度、相互間作用力忽略不計）。

（1）在0～時間內(nèi)，B1大小按的規(guī)律增大，此時M板電勢比N板高，請判斷此時B1的方向。試求，圓形導(dǎo)線框的面積S多大才能使M、N間電壓大小為U？
（2）若其中某一帶電粒子從Q孔射入磁場B2后打到C板上，測得其落點(diǎn)距N板距離為2h，則該粒子從Q孔射入磁場B2時的速度多大？
（3）若M、N兩板間距d滿足以下關(guān)系式：，則在什么時刻由P處釋放的粒子恰能到達(dá)Q孔但不會從Q孔射入磁場？結(jié)果用周期T的函數(shù)表示。

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