（22分）如圖甲所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)將一重力不計(jì)、荷質(zhì)比的正電荷置于電場中的O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過×10—5s時(shí)間以后電荷以v0=1.5×l04m/s的速度通過MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場，磁場方向與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示規(guī)律周期性變化（圖乙中磁場以垂直紙面向外為正．以電荷第一次通過MN時(shí)為t=0時(shí)刻）．不考慮磁場變化產(chǎn)生的電場．

求：⑴.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；

⑵.×10-5s時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離；

⑶.如果在O點(diǎn)正右方d= 68cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板的時(shí)間．

 

【答案】

(1) (2) (3)

【解析】

試題分析：（1）電荷在電場中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，有：

?? ???

解得：???????

（2）當(dāng)磁場垂直紙面向外時(shí)，由可知：電荷運(yùn)動(dòng)的半徑：

周期?

當(dāng)磁場垂直紙面向里時(shí)，電荷運(yùn)動(dòng)的半徑：

周期? ?

故電荷從t=0時(shí)刻開始做周期性運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示．

時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離：?

（3）電荷從第一次通過MN開始，其運(yùn)動(dòng)的周期為：

根據(jù)電荷的運(yùn)動(dòng)情況可知，電荷到達(dá)檔板前運(yùn)動(dòng)的完整周期數(shù)為15個(gè)，有：

電荷沿ON運(yùn)動(dòng)的距離：?

故最后8cm的距離如圖所示，

有：

解得：?? 則? ???????

故電荷運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間：

考點(diǎn)：帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)．

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E=
π
10
×10 4 N/C．現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷
q
m
=106 C/kg的正電荷從電場中的O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過t0=1×10-5s后，通過MN上的P點(diǎn)進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場．磁場方向垂直于紙面向外，以電荷第一次通過MN時(shí)開始計(jì)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律周期性變化．
（1）求電荷進(jìn)入磁場時(shí)的速度v0；
（2）求圖乙中t=2×10-5s時(shí)刻電荷與P點(diǎn)的距離；
（3）如果在P點(diǎn)右方d=105cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間．
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場，其變化規(guī)律如圖乙所示，電場強(qiáng)度E0=
22500
π
V/m，現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷
q
m
=106 C/kg的帶電粒子從電場中的C點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)t1=
π
15
×10-5s的時(shí)間粒子通過MN上的D點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖丙所示規(guī)律變化．（計(jì)算結(jié)果均可保留π）
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（1）求粒子到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速率；
（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度Bl=0.3T時(shí)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期和半徑；
（3）若在距D點(diǎn)左側(cè)d=21cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板ab，求粒子從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到擋板時(shí)所用的時(shí)間；
（4）欲使粒子垂直打在擋板ab上，求擋板ab與D點(diǎn)的距離所滿足的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E＝×10 4 N／C�，F(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷＝106 C／kg的正電荷從電場中的O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過t0＝1×10－5s后，通過MN上的P點(diǎn)進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場。磁場方向垂直于紙面向外，以電荷第一次通過MN時(shí)開始計(jì)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律周期性變化。

   （1）求電荷進(jìn)入磁場時(shí)的速度v0；

   （2）求圖乙中t＝2×10－5s時(shí)刻電荷與P點(diǎn)的距離；

   （3）如果在P點(diǎn)右方d＝105 cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間。

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年江蘇省高三開學(xué)檢測物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（16分）如圖甲所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E＝N／C�，F(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷 C／kg的正電荷從電場中的O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過t0＝1×10－5s后，通過MN上的P點(diǎn)進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場。磁場方向垂直于紙面向外，以電荷第一次通過MN時(shí)開始計(jì)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律周期性變化。

（1）求電荷進(jìn)入磁場時(shí)的速度v0；

（2）求圖乙中t＝2×10－5s時(shí)刻電荷與P點(diǎn)的距離；

（3）如果在P點(diǎn)右方d＝105 cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間（保留三位有效數(shù)字）。

 

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