如圖所示的空間分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域，各邊界面相互平行，Ⅰ區(qū)域存在勻強電場，電場強度E=1.0×104V/m，方向垂直邊界面向右．Ⅱ、Ⅲ區(qū)域存在勻強磁場，磁場的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度分別為B1=2.0T、B2=4.0T．三個區(qū)域?qū)挾确謩e為d1=5.0m、d2= d3=6.25m，一質(zhì)量m＝1.0×10-8kg、電荷量q＝1.6×10-6C的粒子從O點由靜止釋放，粒子的重力忽略不計．試求：

⑴粒子離開Ⅰ區(qū)域時的速度大小v；
⑵粒子在Ⅱ區(qū)域內(nèi)運動的時間t；
⑶粒子離開Ⅲ區(qū)域時速度與邊界面的夾角α．

（1） v=4.0×103m/s   （2）      （3） α=60°

解析試題分析：⑴粒子在電場中做勻加速直線運動，

由動能定理有:
    2分
解得  v=4.0×103m/s    1分
⑵設(shè)粒子在磁場B1中做勻速圓周運動的半徑為r，則
                   1分
解得　r=12.5m             1分
設(shè)在Ⅱ區(qū)內(nèi)圓周運動的圓心角為θ，則
                 1分
解得  θ=30°          1分
粒子在Ⅱ區(qū)運動周期                 1分
粒子在Ⅱ區(qū)運動時間           1分    解得    1分
⑶設(shè)粒子在Ⅲ區(qū)做圓周運動道半徑為R，則            1分
解得  R="6.25m"                    1分
粒子運動軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可知為等邊三角形  1分
粒子離開Ⅲ區(qū)域時速度與邊界面的夾角  α=60°     2分
考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動；牛頓第二定律；向心力；動能定理的應(yīng)用；帶電粒子在勻強電場中的運動

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（17分）如圖所示，真空中有以O(shè)1為圓心，r為半徑的圓形勻強磁場區(qū)域，坐標(biāo)原點O為圓形磁場邊界上的一點。磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向外。x=r的虛線右側(cè)足夠大的范圍內(nèi)有方向豎直向下、大小為E的勻強電場。從O點在紙面內(nèi)向各個不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，設(shè)質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為e，質(zhì)量為m。求：

(1)質(zhì)子射入磁場時的速度大��；
(2)速度方向沿y軸正方向射入磁場的質(zhì)子到達(dá)x軸所需的時間；
(3)速度方向與y軸正方向成37°角且與x軸正方向成127°角射入磁場的質(zhì)子到達(dá)x軸時的位置坐標(biāo)。(已知sin37°＝0.6，cos37°="0.8)"

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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(jìn)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

（15分）如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，直線與軸成30°角，點的坐標(biāo)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(jìn)入磁場；
（3）若在直角坐標(biāo)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(yuǎn)處進(jìn)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

（18分）如圖所示，在y＞0的空間中存在勻強電場，場強沿y軸負(fù)方向；在y＜0的空間中存在勻強磁場，磁場方向垂直xy平面（紙面）向外.一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運動粒子，經(jīng)過y軸上y=h處的點P1時速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過x軸上x=4h處的P2點進(jìn)入磁場，轉(zhuǎn)半圈后并經(jīng)過y軸上的P3點.不計重力.求：

（1）電場強度的大�。�
（2）粒子到達(dá)P2時速度的大小和方向；
（3）磁感應(yīng)強度的大小.

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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(biāo)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(biāo)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

（8分）如圖所示，空間存在著電場強度E＝2.5×102 N/C、方向豎直向上的勻強電場，在電場內(nèi)一長為L＝0.5 m的絕緣細(xì)線一端固定于O點，另一端拴著質(zhì)量m＝0.5 kg電荷量q＝4×10－2 C的小球�，F(xiàn)將細(xì)線拉至水平位置，將小球由靜止釋放，當(dāng)小球運動到最高點時細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂。取g＝10 m/s2。求：

(1)小球的電性；
(2)細(xì)線能承受的最大拉力值。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(18分) 如圖甲所示，長為l、相距為d的兩塊正對的平行金屬板AB和CD與一電源相連（圖中未畫出電源），B、D為兩板的右端點，兩板間電壓的變化如圖乙所示，在金屬板B、D端的右側(cè)有一與金屬板垂直放置的熒光屏MN，熒光屏距B、D端的距離為l，質(zhì)量為m，電荷量為e的電子以相同的初速度v0從極板左邊中央沿平行極板的直線O1O2連續(xù)不斷地射入。已知所有的電子均能夠從金屬板間射出，且每個電子在電場中運動的時間與電壓變化的周期相等，忽略極板邊緣處電場的影響，不計電子的重力以及電子之間的相互作用。求

（1）t=0和t=T/2時刻進(jìn)入兩板間的電子到達(dá)金屬板B、D端界面時偏離O1O2的距離之比
（2）兩板間電壓U0的最大值
（3）電子在熒光屏上分布的最大范圍

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(18分)有一個1000匝的矩形線圈，兩端通過導(dǎo)線與平行金屬板AB相連（如圖所示），線圈中有垂直紙面向外的勻強磁場；已知AB板長為，板間距離為。當(dāng)穿過線圈的磁通量增大且變化率為時，有一比荷為的帶正電粒子以初速度從上板的邊緣射入板間，并恰好從下板的邊緣射出；之后沿直線MN運動，又從N點射入另一垂直紙面向外磁感應(yīng)強度為的圓形勻強磁場區(qū)(圖中未畫出)，離開圓形磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)了。不計帶電粒子的重力。試求

（1）AB板間的電壓
（2）的大小
（3）圓形磁場區(qū)域的最小半徑

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