長為L的平行金屬板水平放置，兩極板帶等量的異種電荷，板間形成勻強(qiáng)電場，平行金屬板的右側(cè)有如下圖所示的勻強(qiáng)磁場。一個帶電為＋q、質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速v0緊貼上板垂直于電場線方向進(jìn)入該電場，剛好從下板邊緣射出，射出時末速度恰與下板成30o角，出磁場時剛好緊貼上板右邊緣，不計(jì)粒子重力，求：

（1）兩板間的距離；

（2）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)與勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。


【命題立意】帶電粒子在電磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

【思路點(diǎn)撥】帶電粒子在電場中的運(yùn)動有三種類型：第一種，當(dāng)帶電粒子沿磁場方向射入磁場時，不受洛侖茲力作用，粒子只作勻速直線運(yùn)動；第二種，當(dāng)帶電粒子與磁場方向有一定夾角（夾角）不等于90°）入射時，帶電粒子將作螺旋線運(yùn)動；第三種，當(dāng)帶電粒子垂直于磁場方向射入磁場時，洛侖茲力提供向心力，粒子將作勻速圓周運(yùn)動。

【答案】（1）（2）  

【解析】（1）帶電粒子在電場中受到電場力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，做類平拋運(yùn)動。

豎直方向：離開電場時的速度vy=v0tan30°（1分）粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)的位移（1分）

水平方向：粒子勻速運(yùn)動的時間（1分）聯(lián)立以上幾式解得，（1分）

（2）在電場中粒子受到電場力，由牛頓第二定律得，qE=ma（1分）

根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有，vy=at（1分）又因?yàn)榱Ｗ舆\(yùn)動時間t=，所以（1分）

帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，即：（1分）

粒子離開電場時的速度（1分）

粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡如右圖所示（1分）

由幾何關(guān)系得，（1分）解得，（1分）


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


如右圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與一橡皮繩相連，橡皮繩的另一端固定在地面上的A點(diǎn)，橡皮繩豎直時處于原長h。讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時速度為零。則在圓環(huán)下滑過程中   （     ）

A．圓環(huán)機(jī)械能守恒

B．橡皮繩的彈性勢能一直增大

C．橡皮繩的彈性勢能增加了mgh

D．橡皮繩再次到達(dá)原長時圓環(huán)動能最大

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科目：高中物理 來源： 題型：


兩根材料相同的均勻?qū)Ь�A和B，其長度分別為L和2L，串聯(lián)在電路中時沿長度方向電勢的變化如下圖所示，則A和B導(dǎo)線的橫截面積之比為                                                                 

（     ）

A．2∶3

B．1∶3

C．1∶2

D．3∶1

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科目：高中物理 來源： 題型：


 “速度選擇器”是一個借助帶電粒子在電磁場中偏轉(zhuǎn)的原理，挑選出具有所需速度的粒子的裝置。右圖是某粒子速度選擇器的原理示意圖，在一半徑為R=10cm的圓柱形桶內(nèi)有B=10-4T的勻強(qiáng)磁場，方向平行于軸線。在圓柱形桶的某直徑兩端開有小孔，作為入射孔和出射孔，離子束以不同角度入射，先后有不同速度的離子束射出，現(xiàn)有一離子源發(fā)射的比荷為2×1011C/kg的陽離子，且粒子束中速度分布連續(xù)，當(dāng)θ=45°時，出射粒子的速度v的大小是  

（     ）

A．×106m/s                      B．2×106 m/s

C．2×108 m/s                    D．4×106 m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：


如右圖所示，一束粒子（不計(jì)重力，初速度可忽略）緩慢通過小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的水平加速電場區(qū)域I，再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強(qiáng)電場、磁場區(qū)域Ⅱ，其中磁場的方向如圖所示，收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上。則  （     ）

A．該裝置可篩選出具有特定質(zhì)量的粒子

B．該裝置可篩選出具有特定電量的粒子

C．該裝置可篩選出具有特定速度的粒子

D．該裝置可篩選出具有特定動能的粒子

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科目：高中物理 來源： 題型：


如下圖所示，有界勻強(qiáng)磁場的寬為l，方向垂直紙面向里，梯形線圈abcd位于紙面內(nèi)，ad與bc間的距離也為l。t=0時刻，bc邊與磁場邊界重合。當(dāng)線圈沿垂直于磁場邊界的方向勻速穿過磁場時，線圈中的感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線可能是（取順時針方向?yàn)楦袘?yīng)電流正方向）                                             

（     ）

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科目：高中物理 來源： 題型：


如下圖所示，邊長為l的正方形金屬框abcd套在U型金屬框架MNPQ內(nèi)，兩者都放在光滑的水平地板上，U型框架與方形金屬框之間接觸良好且無摩擦。方形金屬框ac、bd邊電阻為R，其余兩邊電阻不計(jì)；U型框架NQ邊的電阻為R，其余兩邊電阻不計(jì)。虛線右側(cè)空間存在著一個范圍足夠大的豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感強(qiáng)度大小為B。如果將方形金屬框固定不動，用力拉動U型框使它以速度v0垂直NQ邊向右勻速運(yùn)動，求：

（1）拉力為多大？

（2）bd兩端的電勢差為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：


如下圖所示，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，匝數(shù)為n=50匝的矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場的轉(zhuǎn)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，每匝線圈長為L=25cm，寬為d=20cm，線圈每分鐘轉(zhuǎn)動1500r，在勻速轉(zhuǎn)動過程中，從線圈平面經(jīng)過圖示位置時開始計(jì)時。

（1）寫出交流感應(yīng)電動勢e的瞬時值表達(dá)式；

（2）若每匝線圈本身電阻r=0.02Ω，外接一阻值為13Ω的用電器，使線圈與外電路組成閉合電路，寫出交流感應(yīng)電流i的瞬時值表達(dá)式；

（3）若從線圈平面垂直于磁感線的位置開始計(jì)時，感應(yīng)電動勢e′和感應(yīng)電流i′的瞬時表達(dá)式如何？

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場和磁場，恰能做勻速圓周運(yùn)動，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開電場和磁場，MN之間的距離為L,小球過M點(diǎn)時的速度方向與x軸的方向夾角為.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g,求

（1）電場強(qiáng)度E的大小和方向；

（2）小球從A點(diǎn)拋出時初速度v0的大小;

（3）A點(diǎn)到x軸的高度h.

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