如圖所示，在直角坐標系0 ≤ x ≤ L區(qū)域內有沿y軸正方向的勻強電場，右側有一個以點(3L，0)為圓心、半徑為L的圓形區(qū)域，圓形區(qū)域與x軸的交點分別為M、N。現(xiàn)有一質量為m，帶電量為e的電子，從y軸上的A點以速度v0沿x軸正方向射入電場，飛出電場后從M點進入圓形區(qū)域，速度方向與x軸夾角為30°。此時在圓形區(qū)域加如圖（乙）所示周期性變化的磁場，以垂直于紙面向外為磁場正方向），最后電子運動一段時間后從N飛出，速度方向與進入磁場時的速度方向相同（與x軸夾角也為30°）。求：

（1）電子進入圓形磁場區(qū)域時的速度大��；

（2）0≤x≤L區(qū)域內勻強電場場強E的大�。�

（3）寫出圓形磁場區(qū)域磁感應強度B0的大小、磁場變化周期T各應滿足的表達式。

 

⑵ 由速度關系得        （2分）

在豎直方向        （2分）   

解得                    （2分）

⑶ 在磁場變化的半個周期內粒子的偏轉角為60°（如圖2），所以，在磁場變化的半個周期內，粒子在x軸方向上的位移恰好等于R。粒子到達N點而且速度符合要求的空間條件是： 2nR=2L  （2分）

電子在磁場作圓周運動的軌道半徑         （1分）

解得 (n=1、2、3……)          （2分）

若粒子在磁場變化的半個周期恰好轉過圓周，同時MN間運動時間是磁場變化周期的整數(shù)倍時，可使粒子到達N點并且速度滿足題設要求。應滿足的時間條件：

    （1分）

    （1分）    代入T的表達式得：(n=1、2、3……)    （2分）

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在直角坐標平面的第I象限內有一勻強磁場區(qū)域，磁感應強度為B，直線OA是磁場右側的邊界．在第Ⅱ象限區(qū)域，存在電場強度大小為E的水平向左的勻強電場，y軸是電場、磁場區(qū)域的分界線曲線，OM滿足方程x=-ky2（k＞0）．有一帶電荷量為q、質量為m的負粒子（重力不計）在曲線OM上某一點由靜止釋放，穿越y(tǒng)軸進入磁場中．
（1）求帶電粒子穿越y(tǒng)軸時的速度與釋放點縱坐標的關系式；
（2）若粒子從OM上任何位置釋放，要求粒子穿過磁場區(qū)域后，都垂直于x軸射出求直線OA與x軸的夾角正切值tanθ（用題中已知物理量的符號表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?懷化二模）如圖所示，在直角坐標xOy平面y軸左側（含y軸）有一沿y軸負向的勻強電場，一質量為m，電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度ν0沿x軸正向進入電場，從y軸上Q點離開電場時速度變?yōu)?ν0，Q點坐標為（0，-d），在y軸右側有一與坐標平面垂直的矩形勻強磁場區(qū)域（圖中未畫出，粒子過Q點繼續(xù)運動一段距離后才進入磁場區(qū)域），磁場磁感應強度大小B=
mv0qd
，粒子能從坐標為（0，d）的M點沿x軸負向再進入電場．不計粒子重力．
（1）求粒子進入磁場時速度方向與y軸負向的夾角θ和電場強度E的大��；
（2）繪出粒子P-M運動的軌跡圖，求粒子進入磁場至M點的運動時間；
（3）求矩形勻強磁場區(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)如圖所示，在直角坐標xOy平面y軸左側（含y軸）有一沿y軸負向的勻強電場，一質量為m，電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度v0沿x軸正向進入電場，從y軸上Q點離開電場時速度方向與y軸負向夾角θ=30°，Q點坐標為（0，-d），在y軸右側有一與坐標平面垂直的有界勻強磁場區(qū)域（圖中未畫出），磁場磁感應強度大小B=
mv0qd
，粒子能從坐標原點O沿x軸負向再進入電場．不計粒子重力，求：
（1）電場強度大小E；
（2）如果有界勻強磁場區(qū)域為半圓形，求磁場區(qū)域的最小面積；
（3）粒子從P點運動到O點的總時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在直角坐標xoy的第一象限中分布著指向－y軸方向的勻強電場，在第四象限中分布著垂直紙面向里方向的勻強磁場，一個質量為m、帶電＋q的粒子(不計重力)在A點(0，3)以初速V0＝120m/s平行x軸射入電場區(qū)域，然后從電場區(qū)域進入磁場，又從磁場進入電場，并且只通過x軸上的P點(6，0)和Q點(8，0)各一次，已知該粒子的荷質比為q/m＝108c/kg．

 (1)畫出帶電粒子在電場和磁場中的運動軌跡．

(2)求磁感強度B的大�。�

 

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科目：高中物理 來源：2014屆陜西西安長安區(qū)第一中學高三上第二次檢測物理試卷（解析版） 題型：計算題

（20分）如圖所示，在直角坐標xOy平面y軸左側（含y軸）有一沿y軸負向的勻強電場，一質量為m，電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度沿x軸正向進入電場，從y軸上Q點離開電場時速度方向與y軸負向夾角，Q點坐標為（0，-d），在y軸右側有一與坐標平面垂直的有界勻強磁場區(qū)域（圖中未畫出），磁場磁感應強度大小，粒子能從坐標原點O沿x軸負向再進入電場．不計粒子重力，求：

（1）電場強度大小E；

（2）如果有界勻強磁場區(qū)域為半圓形，求磁場區(qū)域的最小面積；

（3）粒子從P點運動到O點的總時間．

 

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