如圖所示，坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，空間中有沿水平方向、垂直紙而向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在x＞0的空間內(nèi)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E．一帶正電荷的小球從圖中x軸上的M點沿著與水平方向成θ=30°角的斜向下的直線做勻速運(yùn)動，進(jìn)過y軸上的N點進(jìn)入x＜0的區(qū)域．要使小球進(jìn)入x＜0的區(qū)域后能在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，需要在x＜0的區(qū)域內(nèi)另加一勻強(qiáng)電場．已知帶電小球做圓周運(yùn)動時通過y軸上的P點（P點未標(biāo)出），重力加速度為g，求：
（1）小球運(yùn)動的速度大�。�
（2）在x＜0的區(qū)域內(nèi)所加勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大小和方向；
（3）N點與P點間的距離．
（1）對小球在MN段的運(yùn)動進(jìn)行受力分析（如右圖所示），
因小球做勻速直線運(yùn)動，所以有：
qvBsin30°=qE　
解得：小球運(yùn)動的速度大小為 v=
2E
B
．
（2）在x＜0的區(qū)域內(nèi)，設(shè)所加的電場強(qiáng)度為E′，則由運(yùn)動情況分析知，小球受的重力mg必與電場力qE′是一對平衡力，即有：
qE′=mg　
又 mgtan30°=qE　
故可得：E′=
3
E，其方向為豎直向上．
（3）小球在第二、三象限的磁場中做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律，由洛倫茲力提供向心力，得：
qvB=m
v2
R
　
則得，R=
mv
qB

畫出軌跡，如圖．設(shè)N、P間的距離為L，則結(jié)合幾何關(guān)系，有：
L=2Rcos30°　
聯(lián)立解得：L=
6E2
gB2
．
答：
（1）小球運(yùn)動的速度大小為
2E
B
；
（2）在x＜0的區(qū)域內(nèi)所加勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大小為
3
E，其方向為豎直向上．
（3）N點與P點間的距離為
6E2
gB2
．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，M、N是一電子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動軌跡上的兩點，MN的連線與磁場垂直，長度LMN=0.05m磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=9.1×10-4T。電子通過M點時速度的方向與MN間的夾角θ=30°，（電子的質(zhì)量m=9.1×10-31kg，電荷量e=1.6×10-19c）求：

⑴ 電子做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑
⑵ 電子做勻速圓周運(yùn)動的速率
⑶ 電子從M點運(yùn)動到N點所用的時間

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，粒子源S可以不斷地產(chǎn)生質(zhì)量為、電荷量為的粒子(重力不計)，粒子從孔漂進(jìn)(初速不計)一個水平方向的加速電場，再經(jīng)小孔進(jìn)入相互正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域，電場強(qiáng)度大小為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向如圖．虛線PQ、MN之間存在著水平向右的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(圖中未畫出)．有一塊折成直角的硬質(zhì)塑料板abc(不帶電，寬度很窄，厚度不計)放置在PQ、MN之間(截面圖如圖)，、兩點恰在分別位于PQ、MN上，，，現(xiàn)使粒子能沿圖中虛線進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)域，求：
（1）求加速電壓；
（2）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，粒子在PQ、MN之間的區(qū)域中運(yùn)動的時間和路程分別是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，兩平行金屬板長度l=0.2m，兩板間電壓U隨時間t變化的圖象如圖乙所示．在金屬板右側(cè)有一左邊界為MN的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.01T，方向垂直紙面向里．現(xiàn)有帶正電的粒子連續(xù)不斷地以速度v0=105m/s射入電場中，初速度方向沿兩板間的中線OO′方向．磁場邊界MN與中線OO′垂直．已知帶電粒子的比荷q/m=108C/kg，粒子的重力和粒子之間的相互作用力均可忽略不計．

（1）在每個粒子通過電場區(qū)域的時間內(nèi)，可以把板間的電場強(qiáng)度看作是恒定的．請通過計算說明這種處理的合理性；
（2）設(shè)t=0.1s時刻射入電場的帶電粒子恰能從金屬板邊緣穿越電場射入磁場，求該帶電粒子射出電場時速度的大�。�
（3）對于所有經(jīng)過電場射入磁場的帶電粒子，設(shè)其射入磁場的入射點和從磁場射出的出射點間的距離為d，試通過推理判斷d的大小是否隨時間變化？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，相距為d、板間電壓為U的平行金屬板M、N間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場；在pOy區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場；這pOx區(qū)域為無場區(qū)．一正離子沿平行于金屬板、垂直磁場射人兩板間并做勻速直線運(yùn)動，從H（0，a）點垂直y軸進(jìn)入第I象限，經(jīng)Op上某點離開磁場，最后垂直x軸離開第I象限．求：
（1）離子在金屬板M、N間的運(yùn)動速度；
（2）離子的荷質(zhì)比
q
m
．

查看答案和解析>>

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(qiáng)電場強(qiáng)度大小為E、垂直向里的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(jìn)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．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，在豎直向上的勻強(qiáng)電場中，有一個質(zhì)量為m帶電量為q的小球．小球自離地面h高度處以初速度v水平拋出后，做勻速直線運(yùn)動，重力加速度為g．
（1）試判斷小球的電性并求出場強(qiáng)E的大小
（2）若在此空間再加一個垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，小球仍以相同方式水平拋出，自拋出到第一次落地點P的水平位移OP=x，已知x大于h．試判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向并求出B的大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，MN和PQ是兩塊光滑擋板，兩板平行放置，板間距為d=0.15m，A、C是MN板上相距l(xiāng)=0.2m的兩個小孔．質(zhì)量為m=2×10-12kg，帶電量為q=+5×10-8C的粒子（可以看成點電荷）從A點以速度v=3×103m/s的速度垂直于MN板射入，粒子與兩板的碰撞為彈性碰撞（粒子碰撞前后沿板方向的速度不變，垂直于板的速度大小不變，方向變?yōu)榉聪颍�，帶電粒子的重力不計．則
（1）若兩板間有與板面平行的勻強(qiáng)電場，如圖甲，且粒子只與PQ板碰撞一次就從C點飛出，求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大��；
（2）若兩板間有如圖乙所示的勻強(qiáng)磁場，要使粒子能從C點飛出，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的可能取值．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=5×10-4T的勻強(qiáng)磁場．正、負(fù)電子（質(zhì)量相同、電量相同，電性相反）同時從同一點O以與MN成30°角的同樣速度v=8×106m/s射入磁場（電子質(zhì)量為m=9×10-31Kg，電荷量為e=1.6×10-19C）．求：
（1）定性地畫出正負(fù)電子在磁場中的運(yùn)動軌跡；
（2）電子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑和周期；
（3）它們從磁場中射出位置之間的距離以及射出的時間差．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案