（16分）如圖所示，S粒子源能夠產(chǎn)生大量的質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（重力不計）。粒子從O1孔進入一個水平方向的加速電場（初速不計），再經(jīng)小孔O2進入相互正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度大小為E，磁感應(yīng)強度大小為B1，方向如圖。虛線PQ、MN之間存在著水平向右的勻強磁場，磁場范圍足夠大，磁感應(yīng)強度大小為B2。一塊折成直角的硬質(zhì)塑料片abc（不帶電，寬度、厚度都很小可以忽略不計）放置在PQ、MN之間，截面圖如圖，a、c兩點分別位于PQ、MN上，ab=bc=L，α= 45º。粒子能沿圖中虛線O2O3的延長線進入PQ、MN之間的區(qū)域。

⑴求加速電壓U1；
⑵假設(shè)粒子與硬質(zhì)塑料板相碰后，速度大小不變，方向變化遵守光的反射定律，那么粒子與塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么運動？
⑶粒子在PQ、MN之間的區(qū)域中運動的總時間t和總路程s分別是多少？

(1)  
(2)粒子碰到ab后以大小為v0的速度垂直磁場方向運動，在洛侖茲作用下在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動，轉(zhuǎn)過一周后達到ab的下部．
(3)   

解析試題分析：（1）粒子在正交場中做勻速運動，Eq=qv0B1，則,由動能定理得 qU1=得 ,即加速電壓為．
（2）粒子碰到ab后以大小為v0的速度垂直磁場方向運動，在洛侖茲作用下在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動，轉(zhuǎn)過一周后達到ab的下部．
（3）由和，得粒子在磁場中共碰板2次，做圓周運動的時間為 t1=2T；粒子進入磁場中，在水平方向的總位移s=L，經(jīng)歷時間為，因此粒子在PQ、MN之間的區(qū)域中運動的總時間t=t1+t2=。粒子做圓周運動的半徑為，因此總路程。
考點：動能定理的應(yīng)用；力的合成與分解的運用；帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在混合場中的運動．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖所示，在直角坐標(biāo)系xoy的第一、四象限區(qū)域內(nèi)存在兩個有界的勻強磁場：垂直紙面向外的勻強磁場Ⅰ、垂直紙面向里的勻強磁場Ⅱ，O、M、P、Q為磁場邊界和x軸的交點，OM=MP=L.在第三象限存在沿y軸正向的勻強電場. 一質(zhì)量為帶電量為的帶電粒子從電場中坐標(biāo)為（-2L，-L）的點以速度v0沿+x方向射出，恰好經(jīng)過原點O處射入?yún)^(qū)域Ⅰ又從M點射出區(qū)域Ⅰ（粒子的重力忽略不計）

（1）求第三象限勻強電場場強E的大��；
（2）求區(qū)域Ⅰ內(nèi)勻強磁場磁感應(yīng)強度B的大��；
（3）如帶電粒子能再次回到原點O，問區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁場的寬度至少為多少？粒子兩次經(jīng)過原點O的時間間隔為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

一個“”形導(dǎo)軌PONQ，其質(zhì)量為M="2.0" kg，放在光滑絕緣的水平面上，處于勻強磁場中，另有一根質(zhì)量為m="0.60" kg的金屬棒CD跨放在導(dǎo)軌上，CD與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)是0.20，CD棒與ON邊平行，左邊靠著光滑的固定立柱a、b，勻強磁場以ab為界，左側(cè)的磁場方向豎直向上（圖中表示為垂直于紙面向外），右側(cè)磁場方向水平向右，磁感應(yīng)強度的大小都是0.80 T，如圖所示。已知導(dǎo)軌ON段長為0.50 m，電阻是0.40 Ω，金屬棒CD的電阻是0.20 Ω，其余電阻不計.導(dǎo)軌在水平拉力作用下由靜止開始以0.20 m/s2的加速度做勻加速直線運動，一直到CD中的電流達到4.0 A時，導(dǎo)軌改做勻速直線運動.設(shè)導(dǎo)軌足夠長，取g=10 m/s2。求：

⑴導(dǎo)軌運動起來后，C、D兩點哪點電勢較高？
⑵導(dǎo)軌做勻速運動時，水平拉力F的大小是多少？
⑶導(dǎo)軌做勻加速運動的過程中，水平拉力F的最小值是多少？
⑷CD上消耗的電功率為P="0.80" W時，水平拉力F做功的功率是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，在x軸上方有垂直于x0y平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強電場，場強為E，一質(zhì)量為m，電荷量為-q的粒子從坐標(biāo)原點沿著y軸正方向射出，射出之后，第三次到達x軸時，它與點O的距離為L，不計粒子所受重力。求：

（1）此粒子射出的速度v；
（2）運動的總路程X。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(18分)有一個1000匝的矩形線圈，兩端通過導(dǎo)線與平行金屬板AB相連（如圖所示），線圈中有垂直紙面向外的勻強磁場；已知AB板長為，板間距離為。當(dāng)穿過線圈的磁通量增大且變化率為時，有一比荷為的帶正電粒子以初速度從上板的邊緣射入板間，并恰好從下板的邊緣射出；之后沿直線MN運動，又從N點射入另一垂直紙面向外磁感應(yīng)強度為的圓形勻強磁場區(qū)(圖中未畫出)，離開圓形磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)了。不計帶電粒子的重力。試求

（1）AB板間的電壓
（2）的大小
（3）圓形磁場區(qū)域的最小半徑

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在?m≤x≤0的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強
度大小B = 4.0×10-4T、方向垂直于紙面向里的條形勻強磁場，其左邊界與x軸交于P點；在x＞0的區(qū)域內(nèi)有電場強度大小E = 4N/C、方向沿y軸正方向的條形勻強電場，其寬度d = 2m。一質(zhì)量m = 6.4×10-27kg、電荷量q =?3.2×10?19C的帶電粒子從P點以速度v =4×104m/s，沿與x軸正方向成α=60°角射入磁場，經(jīng)磁場、電場偏轉(zhuǎn)后，最終通過x軸上的Q點（圖中未標(biāo)出），不計粒子重力。求：

(1)帶電粒子在磁場中運動時間；
(2)當(dāng)電場左邊界與y軸重合時Q點的橫坐標(biāo)；
(3)若只改變上述電場強度的大小，要求帶電粒子仍能通過Q點，討論此電場左邊界的橫坐標(biāo)x′與電場強度的大小E′的函數(shù)關(guān)系。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，帶電平行金屬板相距為2R，在兩板間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域，與兩板及左側(cè)邊緣線相切。一個帶正電的粒子（不計重力）沿兩板間中心線O1O2從左側(cè)邊緣O1點以某一速度射入，恰沿直線通過圓形磁場區(qū)域，并從極板邊緣飛出，在極板間運動時間為t0。若撤去磁場，粒子仍從O1點以相同速度射入，則經(jīng)時間打到極板上。

（1）求兩極板間電壓u；
（2）若兩極板不帶電，保持磁場不變，該粒子仍沿中心線O1 O2從O1點射入，欲使粒子從兩板左側(cè)間飛出，射入的速度應(yīng)滿足什么條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖甲所示，一足夠長阻值不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L＝1.0 m，NQ兩端連接阻值R＝1.0 Ω的電阻，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面向上，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝300。一質(zhì)量m="0.20" kg，阻值r="0.50" Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細線通過光滑的定滑輪與質(zhì)量M="0.60" kg的重物相連。細線與金屬導(dǎo)軌平行。金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v與時間t之間的關(guān)系如圖乙所示，已知金屬棒在0～0.3 s內(nèi)通過的電量是0.3～0.6 s內(nèi)通過電量的，g="10" m/s2，求：

（1）0～0.3 s內(nèi)棒通過的位移；
（2）金屬棒在0～0.6 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

質(zhì)量為m的汽車，啟動后沿平直路面行駛，如果發(fā)動機的功率恒為P，汽車行駛過程中受到的摩擦阻力大小一定，汽車速度能夠達到的最大值為v，那么當(dāng)汽車的車速為v/4時，汽車的瞬時加速度的大小為（    ）

A．P/mvB．2P/mvC．3P/mvD．4P/mv

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同步練習(xí)冊答案