（18分）如圖所示，兩平行金屬板A、B長l＝8cm，兩板間距離d＝8cm，B板比A板電勢高300V，即UBA＝300V.一帶正電的粒子電量q＝10-10­C，質(zhì)量m＝10-20­kg，從R點(diǎn)沿電場中心線垂直電場線飛入電場，初速度v0＝2×106m/s，粒子飛出平行板電場后經(jīng)過無場區(qū)域后，進(jìn)入界面為MN、PQ間勻強(qiáng)磁場區(qū)域，從磁場的PQ邊界出來后剛好打在中心線上離PQ邊界4L/3處的S點(diǎn)上.已知MN邊界與平行板的右端相距為L，兩界面MN、PQ相距為L，且L＝12cm.求（粒子重力不計）

（1）粒子射出平行板時的速度大小v；
（2）粒子進(jìn)入界面MN時偏離中心線RO的距離多遠(yuǎn)？
（3）畫出粒子運(yùn)動的軌跡，并求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.

（1）  （2） （3）

解析試題分析：（1）粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，加速度為：
在電場中運(yùn)動時間為：
粒子射出平行板時豎直方向的速度為：
粒子射出平行板時速度大小為：
（2）設(shè)粒子從電場中飛出時的側(cè)向位移為，粒子進(jìn)入界面MN時偏離中心線OR的距離為，則：

解得：
帶電粒子在離開電場后將做勻速直線運(yùn)動，由相似三角形知識得：

代入數(shù)據(jù)，解得：
（3）設(shè)粒子從電場中飛出時的速度方向與水平方向的夾角為θ，則：
，，軌跡如下圖所示
由幾何知識可得粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑：
由
代入數(shù)據(jù)，解得：

考點(diǎn)：本題考查了帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)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：填空題

靜電計是測量電勢差的儀器。指針偏轉(zhuǎn)角度越大,金屬外殼和上方金屬小球間的電勢差越大，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。在本實(shí)驗(yàn)中，靜電計指針和A板等電勢，靜電計金屬殼和B板等電勢，因此指針偏轉(zhuǎn)角越大表示A、B兩極板間的電勢差越大�，F(xiàn)對電容器充電后斷開開關(guān)。若按圖下方的說明來做實(shí)驗(yàn)，則甲圖中兩板間電勢差________；乙圖中兩板間電勢差________；丙圖中兩板間電勢差________。（“變大”、“變小”或“不變”）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，真空中相距d="5" cm的兩塊平行金屬板A、B與電源連接（圖中未畫出），其中B板接地（電勢為零），A板電勢變化的規(guī)律如圖所示.
將一個質(zhì)量m=2.0×10-23 kg，電量q=+1.6×10-15C的帶電粒子從緊臨B板處釋放，不計重力.求：

（1）在t=0時刻釋放該帶電粒子，釋放瞬間粒子加速度的大小;
（2）若在t=時刻從緊臨B板處無初速釋放該帶電粒子，粒子恰好不能到達(dá)A板，試求 A板電勢變化的周期為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(19分)如圖所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子，在D處沿圖示方向以一定的速度射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向里。結(jié)果離子正好從距A點(diǎn)為d的小孔C沿垂直于電場方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，此電場方向與AC平行且向上，最后離子打在G處，而G處距A點(diǎn)2d(AG⊥AC)。不計離子重力，離子運(yùn)動軌跡在紙面內(nèi)，求：

⑴此離子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑r；
⑵離子從D處運(yùn)動到G處所需時間；
⑶離子到達(dá)G處時的動能。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，MN、PQ是平行金屬板，板長為L兩板間距離為d，在PQ板的上方有垂直紙面向里足夠大的勻強(qiáng)磁場．一個電荷量為q，質(zhì)量為m的帶負(fù)電粒子以速度V0從MN板邊緣且緊貼M點(diǎn)，沿平行于板的方向射入兩板間，結(jié)果粒子恰好從PQ板左邊緣飛進(jìn)磁場，然后又恰好從PQ板的右邊緣飛進(jìn)電場．不計粒子重力，求：
(1)兩金屬板間所加電壓U的大��；
(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
(3)當(dāng)該粒子再次進(jìn)入電場并再次從電場中飛出時的速度及方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(6分).勻強(qiáng)電場中，將一電荷量為2×10-5C的負(fù)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢能增加了0.1J，已知A、B兩點(diǎn)間距為2cm，兩點(diǎn)連線與電場方向成60°角，如圖所示，問：

(1)在電荷由A移到B的過程中，電場力做了多少功？
(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢差為多少？
(3)該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題


（1）如圖1所示，固定于水平面上的金屬框架abcd，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動�？蚣艿腶b與dc平行，bc與ab、dc垂直。MN與bc的長度均為l，在運(yùn)動過程中MN始終與bc平行，且與框架保持良好接觸。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。

a. 請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動勢E；
b. 在上述情景中，金屬棒MN相當(dāng)于一個電源，這時的非靜電力與棒中自由電子所受洛倫茲力有關(guān)。請根據(jù)電動勢的定義，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動勢E。
（2）為進(jìn)一步研究導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的過程，現(xiàn)構(gòu)建如下情景：如圖2所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，一內(nèi)壁光滑長為l的絕緣細(xì)管MN，沿紙面以速度v向右做勻速運(yùn)動。在管的N端固定一個電量為q的帶正電小球（可看做質(zhì)點(diǎn)）。某時刻將小球釋放，小球?qū)毓苓\(yùn)動。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，小球的重力可忽略。在小球沿管從N運(yùn)動到M的過程中，求小球所受各力分別對小球做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，有一放射源可以沿軸線ABO方向發(fā)射速度大小不同的粒子，粒子質(zhì)量均為，帶正電荷。A、B是不加電壓且處于關(guān)閉狀態(tài)的兩個閥門，閥門后是一對平行極板，兩極板間距為，上極板接地，下極板的電勢隨時間變化關(guān)系如圖（b）所示。O處是一與軸線垂直的接收屏，以O(shè)為原點(diǎn)，垂直于軸線ABO向上為軸正方向，不同速度的粒子打在接收屏上對應(yīng)不同的坐標(biāo)，其余尺寸見圖（a），其中和均為已知。已知，不計粒子重力。
（1）某時刻A、B同時開啟且不再關(guān)閉，有一個速度為的粒子恰在此時通過A閥門，以閥門開啟時刻作為圖（b）中的計時零點(diǎn)，試求此粒子打在軸上的坐標(biāo)位置（用表示）。
（2）某時刻A開啟，后A關(guān)閉，又過后B開啟，再過后B也關(guān)閉。求能穿過閥門B的粒子的最大速度和最小速度。
（3）在第二問中，若以B開啟時刻作為圖（b）中的計時零點(diǎn)，試求解上述兩類粒子打到接收屏上的坐標(biāo)（用表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分)如圖甲所示，熱電子由陰極飛出時的初速度忽略不計，電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0，偏轉(zhuǎn)電場板間距離L＝8cm，極板長為2L，下極板接地，偏轉(zhuǎn)電場極板右端到熒光屏的距離也是2L，在兩極板間接有一交變電壓，電壓變化周期T＝4s，上極板的電勢隨時間變化的圖象如圖乙所示，大量電子從偏轉(zhuǎn)電場中央持續(xù)射入，穿過平行板的時間都極短，可以認(rèn)為電子穿過平行板的過程中電壓是不變的。

⑴求電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0(用電子比荷、加速電壓U0表示)；
⑵在電勢變化的每個周期內(nèi)熒光屏?xí)霈F(xiàn)“黑屏”現(xiàn)象，即無電子擊中屏幕，求每個周期內(nèi)的“黑屏”時間有多長；
⑶求熒光屏上有電子打到的區(qū)間的長度。

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同步練習(xí)冊答案