如圖所示的真空環(huán)境中，勻強磁場方向水平、垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度B=2.5 T；勻強電場方向水平向左，場強E= N/C。一個帶負電的小顆粒質(zhì)量m=3.0×10-7 kg，帶電荷量q=3.0×10-6 C，帶電小顆粒在這個區(qū)域中剛好做勻速直線運動。求：

（1）這個帶電小顆粒運動的方向和速度大小。

（2）如果小顆粒運動到圖中P點時，把磁場突然撤去，小顆粒將做什么運動？若運動中小顆粒將會通過與P點在同一電場線上的Q點，那么從P點運動到Q點所需時間有多長？（取g=10 m/s2)

解：（1）帶電小顆粒受力如圖。

tanα==

所以α=30°

由左手定則，帶負電小顆粒運動方向應(yīng)與水平方向成60°角斜向右上方

由平衡條件可得：qvB=

解得v==0.8 m/s。

（2）撤去磁場后，小顆粒受到的重力和電場力的合力與速度方向垂直，故小顆粒將做勻速曲線運動（類平拋運動）。

加速度大小為a==2g=20 m/s2

方向與水平方向成30°角斜向右下方

在豎直方向上，小顆粒做初速度為vsin60°、加速度為g的豎直上拋運動，從P點運動到Q點所需時間：

t==0.08 s≈0.14 s。

本題考查帶電粒子在電磁場中的運動、牛頓運動定律、類平拋運動等有關(guān)知識。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?撫順二模）許多儀器中可利用磁場控制帶電粒子的運動軌跡．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)強度B=0.2T的勻強磁場，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
qm
=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動的軌跡半徑；
（2）繞通過P點（P點為SQ與圓的交點）垂直紙面的軸，將該圓形磁場區(qū)域逆時針緩慢轉(zhuǎn)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：2013-2014學年湖北省高三上適應(yīng)性訓練（六）理科綜合物理試卷（解析版） 題型：計算題

許多儀器中可利用磁場控制帶電粒子的運動軌跡。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)強度B=0.2T的勻強磁場，其右側(cè)相距d=0.06m處有一足夠大的豎直屏。從S處不斷有比荷=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動的軌跡半徑；

（2）繞通過P點垂直紙面的軸，將該圓形磁場區(qū)域逆時針緩慢轉(zhuǎn)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：2012屆江西省高二下學期第一次月考物理卷（普） 題型：計算題

許多儀器中可利用磁場控制帶電粒子的運動軌跡。如圖所示的真空環(huán)境中，有一半徑r=0.05 m的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度B=0.2 T的勻強磁場，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動的軌跡半徑；

（2）繞通過P點（P點為SQ與磁場邊界圓的交點）垂直紙面的軸，將該圓形磁場區(qū)域逆時針緩慢轉(zhuǎn)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：2011年遼寧省撫順市六校聯(lián)考高考物理二模試卷（解析版） 題型：解答題

許多儀器中可利用磁場控制帶電粒子的運動軌跡．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)強度B=0.2T的勻強磁場，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=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動的軌跡半徑；
（2）繞通過P點（P點為SQ與圓的交點）垂直紙面的軸，將該圓形磁場區(qū)域逆時針緩慢轉(zhuǎn)動90°的過程中，粒子在屏上能打到的范圍．

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