（12分）  如圖所示，在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場，在第一、第四象限內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向如圖所示．現(xiàn)有一個(gè)帶電粒子在該平面內(nèi)從X軸上的P點(diǎn)，以垂直于X軸的初速度進(jìn)入勻強(qiáng)電場，恰好經(jīng)過y軸上的Q點(diǎn)且與y軸成450角射出電場，再經(jīng)過一段時(shí)間又恰好垂直于X軸進(jìn)入下面的磁場．已知OP之間的距離為d（不計(jì)粒子的重力）求：

（1）Q點(diǎn)的坐標(biāo)；
（2）帶電粒子自進(jìn)入電場至在磁場中第二次經(jīng)過X軸的時(shí)間．

（1）（0，2d） （2）

解析試題分析：（1）設(shè)Q點(diǎn)的縱坐標(biāo)為h，到達(dá)Q點(diǎn)的水平分速度為，P到Q受到恒定的電場力與初速度垂直，為類平拋運(yùn)動(dòng)，則由類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知
豎直方向勻速直線
水平方向勻加速直線平均速度，
根據(jù)速度的矢量合成  
得,故Q點(diǎn)的坐標(biāo)為（0，2d）
（2）粒子以與y軸成450角方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在電、磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑為R,周期為T,則由幾何關(guān)系可知：




粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,
粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,
得總時(shí)間
考點(diǎn)：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)

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：計(jì)算題

在邊長為2a的正△ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，有一帶正電q，質(zhì)量為m的粒子從距A點(diǎn)的D點(diǎn)垂直AB方向進(jìn)入磁場，如下圖所示，求：

(1)粒子速率應(yīng)滿足什么條件，粒子能從AB間射出；
(2)粒子速率應(yīng)滿足什么條件，粒子能從AC間射出。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（14分）1932年美國物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，巧妙地利用帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，解決了粒子的加速問題�，F(xiàn)在回旋加速器被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和醫(yī)學(xué)設(shè)備中。某型號(hào)的回旋加速器的工作原理如圖（甲）所示，圖（乙）為俯視圖�；匦铀倨鞯暮诵牟糠譃閮蓚�(gè)D形盒，分別為D1、D2。D形盒裝在真空容器里，整個(gè)裝置放在巨大的電磁鐵兩極之間的強(qiáng)大磁場中，磁場可以認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場，且與D形盒底面垂直。兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì)。D形盒的半徑為R，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。設(shè)質(zhì)子從粒子源A處進(jìn)入加速電場的初速度不計(jì)。質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q。加速器接入一定頻率的高頻交變電源，加速電壓為U。加速過程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。
 
（1）求質(zhì)子第1次經(jīng)過狹縫被加速后進(jìn)人D2盒時(shí)的速度大小v1；
（2）求質(zhì)子第1次經(jīng)過狹縫被加速后進(jìn)人D2盒后運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r1；
（3）求質(zhì)子從靜止開始加速到出口處所需的時(shí)間t。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（15分）甲圖為質(zhì)譜儀的原理圖．帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢(shì)差為U的電場加速后，從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場．該偏轉(zhuǎn)磁場是一個(gè)以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后，最終到達(dá)照相底片上的H點(diǎn)．測(cè)得G、H間的距離為d，粒子的重力忽略不計(jì)．

（1）設(shè)粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，試證明該粒子的比荷為：；
（2）若偏轉(zhuǎn)磁場的區(qū)域?yàn)閳A形，且與MN相切于G點(diǎn)，如圖乙所示，其它條件不變。要保證上述粒子從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場后不能打到MN邊界上（MN足夠長），求磁場區(qū)域的半徑應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，帶電平行金屬板PQ和MN之間的距離為d；兩金屬板之間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。如圖建立坐標(biāo)系，x軸平行于金屬板，與金屬板中心線重合，y軸垂直于金屬板。區(qū)域I的左邊界在y軸，右邊界與區(qū)域II的左邊界重合，且與y軸平行；區(qū)域II的左、右邊界平行。在區(qū)域I和區(qū)域II內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，區(qū)域I內(nèi)的磁場垂直于Oxy平面向外，區(qū)域II內(nèi)的磁場垂直于Oxy平面向里。一電子沿著x軸正向以速度v0射入平行板之間，在平行板間恰好沿著x軸正向做直線運(yùn)動(dòng)，并先后通過區(qū)域I和II。已知電子電量為e，質(zhì)量為m，區(qū)域I和區(qū)域II沿x軸方向?qū)挾染鶠?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/7e/8/ui9zf2.png" style="vertical-align:middle;" />。不計(jì)電子重力。

（1）求兩金屬板之間電勢(shì)差U；
（2）求電子從區(qū)域II右邊界射出時(shí)，射出點(diǎn)的縱坐標(biāo)y；
（3）撤除區(qū)域I中的磁場而在其中加上沿x軸正向的勻強(qiáng)電場，使得該電子剛好不能從區(qū)域II的右邊界飛出。求電子兩次經(jīng)過y軸的時(shí)間間隔t。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在直角坐標(biāo)系的第一、二象限內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，第三象限有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場；第四象限無電場和磁場�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v0從y軸上的M點(diǎn)沿x軸負(fù)方向進(jìn)入電場，不計(jì)粒子的重力，粒子經(jīng)x軸上的N點(diǎn)和P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn)，設(shè)OM=L，ON=2L。求：

（1）電場強(qiáng)度E的大�。�
（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向；
（3）粒子從M點(diǎn)進(jìn)入電場經(jīng)N、P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn)所用的時(shí)間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）水平放置的平行金屬板M N之間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面的交變磁場（如圖a所示，垂直紙面向里為正），磁感應(yīng)強(qiáng)度=50T，已知兩板間距離d=0.3m，電場強(qiáng)度E=50V/m，M板中心上有一小孔P，在P正上方h=5cm處的O點(diǎn)，一帶電油滴自由下落，穿過小孔后進(jìn)入兩板間，若油滴在t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間，最后恰好從N板邊緣水平飛出。已知油滴的質(zhì)量 m=10kg，電荷量q=+2×10C（不計(jì)空氣阻力。重力加速度取g=10m/s2，取π=3）求：


（1）油滴在P點(diǎn)的速度；
（2）N板的長度；
（3）交變磁場的變化周期。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）磁譜儀是測(cè)量粒子能量（即動(dòng)能）的重要儀器。磁譜儀的工作原理如圖所示，放射源Ｓ發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q的粒子沿垂直磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ｂ的勻強(qiáng)磁場，被限束光欄Ｑ限制在的小角度內(nèi)，入射的粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后打到與束光欄平行的感光片Ｐ上，形成寬度為Δx的光帶。試求入射粒子的能量。（重力影響不計(jì)）

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖甲所示，線圈A、B緊靠在一起，當(dāng)給線圈A通以如圖乙所示的電流（規(guī)定由a進(jìn)入b流出為電流正方向）時(shí)，則電壓表的示數(shù)變化情況（規(guī)定電流由c進(jìn)入電壓表為正方向）應(yīng)為下列圖中的（     ）
 

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