【題目】如圖，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面（紙面）。在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，在圓上的b點(diǎn)離開該區(qū)域，離開時(shí)速度方向與直線垂直。圓心O到直線的距離為�，F(xiàn)將磁場(chǎng)換為平等于紙面且垂直于直線的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同一粒子以同樣速度沿直線在a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，也在b點(diǎn)離開該區(qū)域。若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。

【答案】

【解析】試題分析：解答本題注意帶電粒子先在勻強(qiáng)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，后在勻強(qiáng)電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)。粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)圓周的半徑為r，由牛頓第二定律和洛侖茲力公式得①

式中v為粒子在a點(diǎn)的速度。

過b點(diǎn)和O點(diǎn)作直線的垂線，分別與直線交于c和d點(diǎn)。由幾何關(guān)系知，線段和過a、b兩點(diǎn)的軌跡圓弧的兩條半徑（未畫出）圍成一正方形。

因此②

設(shè)有幾何關(guān)系得③

④

聯(lián)立②③④式得

再考慮粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)其加速度大小為a，由牛頓第二定律和帶電粒子在電場(chǎng)中的受力公式得qE="ma" ⑥

粒子在電場(chǎng)方向和直線方向所走的距離均為r，有運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得

⑦

r=vt ⑧

式中t是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。聯(lián)立①⑤⑥⑦⑧式得⑨

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：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m=0.5kg的擺球，視為質(zhì)點(diǎn)，在恒力F作用下靜止在圖中A點(diǎn)，此時(shí)擺線與豎直方向的夾角α=600。現(xiàn)撤去拉力F，擺球由位置A從靜止開始下擺，擺至最低點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)繩恰好達(dá)到最大拉力并被拉斷，繩被拉斷瞬間擺球的機(jī)械能無損失。設(shè)擺線長(zhǎng)L=1.6m，懸點(diǎn)O與地面C點(diǎn)的距離H=4.8m，若空氣阻力不計(jì)，（g取10m/s2）求：

（1）恒力F的大小；

（2）繩的最大拉力Tm的大��；

（3）擺球的落地點(diǎn)距離C點(diǎn)的水平距離x。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組為研究一種蠟燭在水中的浮力，設(shè)置了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置，透明玻璃管中裝有水，蠟燭用針固定在管的底部，當(dāng)拔出細(xì)針時(shí)，蠟燭能夠上浮。為研究蠟燭的運(yùn)動(dòng)情況，采用了智能手機(jī)的頻攝功能，拍攝頻率為10Hz. 在實(shí)驗(yàn)過程中拍攝了100多張照片，取開始不久某張照片編號(hào)為0，然后依次編號(hào)，并取出編號(hào)為10的倍數(shù)的照片，使用照片編輯軟件將照片依次排列處理，以照片編號(hào)0的位置為起點(diǎn)，測(cè)量數(shù)據(jù)，最后建立坐標(biāo)系描點(diǎn)作圖，縱坐標(biāo)為位移，橫坐標(biāo)為照片編號(hào)，如圖所示。

通過計(jì)算機(jī)擬合發(fā)現(xiàn)各點(diǎn)連線近似于拋物線，則蠟燭上升的加速度為________m/s2（保留2位有效數(shù)字）

已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g，忽略蠟燭運(yùn)動(dòng)受到的粘滯力，若要求蠟燭受到的浮力，還需要測(cè)量 ______________ 。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”。如圖，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈I、開關(guān)S和電源用導(dǎo)終連接起來后.將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某司學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn)。他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均末動(dòng)。對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下列四個(gè)選項(xiàng)中.導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是：

A. 線圈接在了直流電源上

B. 電源電壓過高

C. 所用套環(huán)的材料與老師的不同

D. 所選線圈的匝數(shù)過多

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示,間距為d、垂直于紙面的兩平行板P、Q間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)。取垂直于紙面向里為磁場(chǎng)的正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。時(shí)刻，一質(zhì)量為m、帶電荷量為的粒子(不計(jì)重力)以初速度v0由板Q左端靠近板面的位置,沿垂直于磁場(chǎng)且平行于板面的方向射入磁場(chǎng)區(qū)。當(dāng)和取某些特定值時(shí),可使時(shí)刻入射的粒子經(jīng)時(shí)間恰能垂直打在板P上(不考慮粒子反彈)。上述m、q、d、為已知量。

(1)若,求B0；

(2)為使時(shí)刻入射的粒子垂直打在P板上,求粒子在時(shí)間內(nèi)速度的偏轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足的條件；

(3)若，為使粒子仍能垂直打在P板上,求。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖,三根輕細(xì)繩懸掛兩個(gè)質(zhì)量相同的小球保持靜止,A、D間細(xì)繩是水平的,現(xiàn)對(duì)B球施加一個(gè)水平向右的力F,將B緩緩拉到圖中虛線位置,這時(shí)三根細(xì)繩張力 、 、 的變化情況是(　　)

A. 都變大

B. 和 變大， 不變

C. 和 變大， 不變

D. 和變大， 不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩輛汽車沿同一平直路面行駛，其v－t圖象如圖所示，下列對(duì)汽車運(yùn)動(dòng)狀況的描述正確的是(　　)

A. 在第10 s末，乙車改變運(yùn)動(dòng)方向

B. 在第10 s末，甲、乙兩車相距150 m

C. 在第20 s末，甲、乙兩車相遇

D. 若開始時(shí)乙車在前，則兩車可能相遇兩次

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2016年8月以來，我國(guó)先后發(fā)射了量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、“天宮二號(hào)”“風(fēng)云四號(hào)A”、全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué) 實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星等許多衛(wèi)星和航天器，其中量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星運(yùn)行于距地500千米的極地軌道，“天宮二號(hào)”運(yùn)行于距地393千米的軌道，“風(fēng)云四號(hào)A”是中國(guó)新一代靜止氣象衛(wèi)星，運(yùn)行在地球同步軌道上，全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星運(yùn)行于距地700千米的極地軌道上，這些衛(wèi)星或航天器對(duì)我國(guó)與國(guó)際的科學(xué)研究做出了重大貢獻(xiàn)．下列關(guān)于這些衛(wèi)星和航天器在天體物理中的說法正確的是（　　）

A. “風(fēng)云四號(hào)A”的運(yùn)行軌道距地球的髙度是最髙的

B. “天宮二號(hào)”的運(yùn)行速度最小

C. 量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的軌道在赤道上空

D. 全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星運(yùn)行周期為24小時(shí)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在現(xiàn)代科技中，人們常常利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)來控制帶電微粒的運(yùn)動(dòng)。如圖所示，直角坐標(biāo)系位于豎直平面內(nèi)，y軸上的A點(diǎn)有一帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m、電量為q， 。若將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球在場(chǎng)強(qiáng)為、方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)和重力場(chǎng)的作用下沿直線做勻加速運(yùn)動(dòng)到X軸上的B點(diǎn)。在x軸的上方，小球在場(chǎng)強(qiáng)為、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的磁場(chǎng)和重力場(chǎng)作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡關(guān)于y軸對(duì)稱，已知A，B兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為取，求：

（1）場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向；（結(jié)果可以保留根式）

（2）場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向。

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