在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系中，存在一個(gè)半徑R＝0.2 m的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0 T，方向垂直紙面向外，該磁場區(qū)域的右邊緣與坐標(biāo)原點(diǎn)O相切。y軸右側(cè)存在電場強(qiáng)度大小為E＝1.0×104 N/C的勻強(qiáng)電場，方向沿y軸正方向，電場區(qū)域?qū)挾萳＝0.1 m�，F(xiàn)從坐標(biāo)為(－0.2 m，－0.2 m)的P點(diǎn)發(fā)射出質(zhì)量m＝2.0×10－9 kg、帶電荷量q＝5.0×10－5 C的帶正電粒子，沿y軸正方向射入勻強(qiáng)磁場，速度大小v0＝5.0×103 m/s。重力不計(jì)。
(1)求該帶電粒子射出電場時(shí)的位置坐標(biāo)；
(2)為了使該帶電粒子能從坐標(biāo)為(0.1 m，－0.05 m)的點(diǎn)回到電場后，可在緊鄰電場的右側(cè)一正方形區(qū)域內(nèi)加勻強(qiáng)磁場，試求所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和正方形區(qū)域的最小面積。
解：(1)帶正電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有
qv0B＝m，解得r＝0.20 m＝R
根據(jù)幾何關(guān)系可知，帶電粒子恰從O點(diǎn)沿x軸進(jìn)入電場，帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)粒子到達(dá)電場邊緣時(shí)，豎直方向的位移為y，有l(wèi)＝v0t，y＝t2
聯(lián)立解得y＝0.05 m
所以粒子射出電場時(shí)的位置坐標(biāo)為(0.1 m，0.05 m)

(2)粒子飛離電場時(shí)，沿電場方向速度vy＝at＝5.0×103 m/s＝v0
粒子射出電場時(shí)速度v＝v0
由幾何關(guān)系可知， 粒子在正方形區(qū)域磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)半徑r′＝0.05 m
由qvB′＝m，解得B′＝4 T
正方形區(qū)域最小面積S＝(2r′)2
解得S＝0.02 m2
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

質(zhì)量M=2kg的質(zhì)點(diǎn)停在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O，當(dāng)其受到三個(gè)同平面的作用力F1、F2、F3時(shí)正好在O點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知三個(gè)力中的F2=4N．方向指向y軸的負(fù)方向．求：
（1）當(dāng)停止F2作用時(shí)，質(zhì)點(diǎn)受到的合力大小和方向？
（2）從t=0時(shí)起，停止其中F1的作用并恢復(fù)F2的作用，到第4秒末質(zhì)點(diǎn)位置的坐標(biāo)是（-8，0），則F1大小和方向如何？
（3）若從第4秒末起恢復(fù)F1的作用，而同時(shí)停止F2作用，則到第6秒末質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)是多少？
（4）第6秒末質(zhì)點(diǎn)的速度大小和方向如何？

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科目：高中物理 來源： 題型：

在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系中，存在一個(gè)半徑R=0.2m的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T，方向垂直紙面向外，該磁場區(qū)域的右邊緣與y坐標(biāo)軸相切于原點(diǎn)O點(diǎn)．y軸右側(cè)存在電場強(qiáng)度大小為E=1.0×104N/C的勻強(qiáng)電場，方向沿y軸正方向，電場區(qū)域?qū)挾萳=0.1m．現(xiàn)從坐標(biāo)為（-0.2m，-0.2m）的P點(diǎn)發(fā)射出質(zhì)量m=2.0×10-9kg、帶電荷量q=5.0×10-5C的帶正電粒子，沿y軸正方向射入勻強(qiáng)磁場，速度大小v0=5.0×103m/s．（粒子重力不計(jì)）．
（1）求該帶電粒子射出電場時(shí)的位置坐標(biāo)；
（2）為了使該帶電粒子能從坐標(biāo)為（0.1m，-0.05m）的點(diǎn)回到電場，可在緊鄰電場的右側(cè)一正方形區(qū)域內(nèi)加勻強(qiáng)磁場，試求所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和正方形區(qū)域的最小面積．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?濰坊模擬）在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy中，存在沿x方向按如圖所示規(guī)律周期性變化的勻強(qiáng)電場，沿x軸正向?yàn)檎�，沿垂直于xOy平面指向紙里的方向中存在按如圖所示規(guī)律周期性變化的勻強(qiáng)磁場，坐標(biāo)原點(diǎn)O處有帶正電的粒子，從t=0時(shí)刻無初速釋放，已知粒子的質(zhì)量m=5×10-10kg，電荷量q=1×10-6C，不計(jì)粒子的重力，求：
（1）t=0.25×10-3s時(shí)粒子的速度及位置；
（2）t=1×10-3s時(shí)粒子的位置坐標(biāo)；
（3）t=8×10-3時(shí)粒子的速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?洛陽模擬）在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xoy中．有一個(gè)圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出）磁場方向垂直于xoy平面，O點(diǎn)為該圓形區(qū)域邊界上的一點(diǎn)．現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的帶電粒子（重力不計(jì)）從O點(diǎn)開始以初速度vo沿+x方向進(jìn)入磁場，粒子經(jīng)過y軸上P點(diǎn)時(shí)速度方向與+y方向夾角為θ=30°，已知OP=L，求：
（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向
（2）該圓形區(qū)域的最小面積．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)質(zhì)量M=2kg的質(zhì)點(diǎn)停在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O，當(dāng)其受到三個(gè)同平面的作用力F1、F2、F3時(shí)正好在O點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知三個(gè)力中的F2=4N，方向指向y軸的負(fù)方向．求：
（1）當(dāng)停止F2作用時(shí)，質(zhì)點(diǎn)受到的合力大小和方向？
（2）從t=0（質(zhì)點(diǎn)靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)O處）時(shí)起，停止其中F1的作用并恢復(fù)F2的作用，到第4s末質(zhì)點(diǎn)位置的坐標(biāo)是（-8，0），則F1大小和方向如何？
（3）若從第4s末起恢復(fù)F1的作用，而同時(shí)停止F2作用，則到第6s末質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)是多少？第6s末質(zhì)點(diǎn)的速度大小和方向如何？

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