如圖a所示，水平直線MN下方有豎直向下的勻強電場，現(xiàn)將一重力不計、比荷
q
m
=106C/kg的負電荷于電場中的．點由靜止釋放，經(jīng)過
π
15
×10-5s后電荷以v0=1.5X104m/sS的速度通過MN進人其上方的均勻磁場，磁場與紙面垂直，磁感應(yīng)強度B按圖b所示規(guī)律周期性變化．圖中以垂直紙面向里為正，電荷通過MN時為t=0時刻．求：
（1）勻強電場的電場強度E及O點與直線MN之間的距離；
（2）如果在O點正右方d=68cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點出發(fā)運動到擋板的時間．
（1）電荷在電場中做勻減速直線運動，設(shè)其在電場中運動的時間為tE，
根據(jù)動量定理可知，mv0=qEtE
解得，E=
mvo
qtE
=
4.5
2π
×104N/C=7.2×103N/C
O點與直線MN之間的距離d=
1
2
a
t2E
=
π
2
cm=1.57cm
（2）當磁場垂直紙面向里時，
電荷運動的半徑r1=
mvo
qB1
=
10-6×1.5×104
0.3
m=5cm
周期T1=
2xm
qB1
=
2π×10-6
0.3
8=
2π
3
×10-6S
當磁場垂直紙面向外時，
電荷運動的半徑r2=
mvo
qB2
=
10-6×1.5×104
0.5
m=3cm
周期T2=
2πm
qB2
=
2πm
qB2
=
2π×10-6
0.5
5=
2π
5
×10-58
根據(jù)電荷的運動情況可知，電荷到達擋板前運動的完整周期數(shù)為15個，即沿ON運動的距離S=15△d=60cm，最后8cm的距離
如圖所示，r1+r1cosa=d-S
解得cosα=0.6則α=53°
故電荷運動的總時間
T=tk+15TB+
1
2
T1-
53
360
T1
=(12+
163
540
)x×10-5S=3.86×10-4S
答：（1）勻強電場的電場強度7.2×103N/C及O點與直線MN之間的距離1.57cm；
（2）如果在O點正右方d=68cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，則電荷從O點出發(fā)運動到擋板的時間3.86×10-4s．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題




(1)試在圖中的適當位置和區(qū)域加一垂直于xOy平面、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，使這簇帶電粒子通過該磁場后都沿平行于x軸方向運動．在圖中定性畫出所加的最小磁場區(qū)域邊界的形狀和位置．
(2)試在圖中的某些區(qū)域再加垂直于xOy平面、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，使從Pl點發(fā)出的這簇帶電粒子通過磁場后都能通過P2(a，0)點．
要求：①說明所加磁場的方向，并在圖中定性畫出所加的最小磁場區(qū)域邊界的形狀和位置；
②定性畫出沿圖示vo方向射出的帶電粒子運動的軌跡；
③寫出所加磁場區(qū)域與xOy平面所成截面邊界的軌跡方程．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

空間存在一個勻強磁場B，其方向垂直紙面向里，還有一點電荷Q的電場，如圖所示，一帶電粒子-q以初速度v0從圖示位置垂直于電場、磁場入射，初位置到點電荷+Q的距離為r，則粒子在電、磁場中的運動軌跡不可能為（　�。�
A．以點電荷+Q為圓心，以r為半徑，在紙平面內(nèi)的圓周
B．初階段在紙面內(nèi)向右偏的曲線
C．初階段在紙面內(nèi)向左偏的曲線
D．沿初速度v0方向的直線

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在屏MN的右方有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里．P為屏上的一小孔，PC與MN垂直．一群質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的粒子（不計重力），以相同的速率v從P處沿垂直于磁場的方向射入磁場區(qū)域．粒子入射方向在與磁場B垂直的平面內(nèi)，且散開在與PC夾角為θ的范圍內(nèi)，則在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長度為（　�。�
A．
2mvcosθ
qB
B．
2mv
qB
C．
2mv(1-sinθ)
qB
D．
2mv(1-cosθ)
qB

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖中左邊有一對平行金屬板，兩板間有相互垂直的電場和磁場，向下的勻強電場強度大小為E、垂直向里的勻強磁場磁感應(yīng)強度大小為B1．圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B2，方向垂直于紙面朝里．一電荷量為q的正離子沿平行于金屬板面、垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間，沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑CD方向射入圓形磁場區(qū)域，最后從圓形區(qū)城邊界上的P點射出．已知半徑OD、OP的夾角θ，不計重力．求
（1）離子進入平行金屬板之間區(qū)域時的速度大小v；
（2）離子的質(zhì)量m．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖1所示，在x軸上0到d范圍內(nèi)存在電場（圖中未畫出），x軸上各點的電場沿著x軸正方向，并且電場強度大小E隨x的分布如圖2所示；在x軸上d到2d范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B．一質(zhì)量為m，電量為+q粒子沿x軸正方向以一定速度從O點進入電場，最終粒子恰從坐標為（2d，
3
3
d）的P點離開磁場．不計粒子重力．
（1）求在x=0.5d處，粒子的加速度大小a；
（2）求粒子在磁場中的運動時間t；
（3）類比是一種常用的研究方法．對于直線運動，教科書中講解了由v-t圖象求位移的方法．請你借鑒此方法，并結(jié)合其他物理知識，求電場對粒子的沖量大小I．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，光滑軌道ABCD固定在豎直平面內(nèi)，由直軌道AB與圓弧軌道BCD平滑相切對接組成．圓弧的圓心為O點，半徑大小為R，OB與豎直方向OC夾角θ=37°，D點與圓心O點等高；豎直且過B點的直線PQ右側(cè)空間內(nèi)，被水平且過O點、D點的直線MN分為下區(qū)域Ⅰ和上區(qū)域Ⅱ，下區(qū)域Ⅰ內(nèi)存在水平向右的勻強電場，場強為
E1
，上區(qū)域Ⅱ內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強電場，場強為
E2
．質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電小滑塊（可視為質(zhì)點），從直軌道上A點由靜止開始下滑，A點離軌道最低點C的高度為2R，已知
E1
=
mg
q
，
E2
=
3mg
4q
，求：
（1）小滑塊滑到C點時對軌道壓力大小；
（2）小滑塊離開D點后，運動到與D點等高時，距D點的水平距離；
（3）小滑塊離開D點后，在區(qū)域Ⅱ運動過程中，經(jīng)多長時間，它所受合外力的瞬時功率最�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示的坐標系xoy中，M、P為與x軸垂直放置的足夠大平板，其中M板位于x=0處．P為感光板位于x=2d處，N為位于x=d處的與P板平行的界面．位于坐標原點處的粒子源，可以向xov平面內(nèi)y軸右側(cè)的各個方向發(fā)射質(zhì)量為m，電荷量為q、速率均相同的帶正電粒子，在d≤x≤2d的區(qū)域內(nèi)存在垂直坐標平面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場．粒子源沿x軸方向射出的粒子恰好打不到P上，不計粒子重力
（1）求從粒子源射出的粒子速率v0．
（2）若在M、N之間加上水平向有的勻強電場，場強大小E=
3qdB2
2m
，則感光板p上被粒子打中區(qū)域的長度多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

圖為測量某種離子的比荷的裝置．讓中性氣體分子進入電離室A，在那里被電離成離子．這些離子從電離室的小孔飄出，從縫S1進入加速電場被加速，然后讓離子從縫S2垂直進入勻強磁場，最后打在底片上的P點．已知加速電壓為U，磁場的磁感應(yīng)強度為B，縫S2與P之間的距離為a，離子從縫S1進入電場時的速度不計，求該離子的比荷
q
m
．

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