如圖20所示，在x軸下方的區(qū)域內(nèi)存在方向與y軸相同的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E。在x軸上方以原點(diǎn)O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直于xy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．y軸下方的A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為d．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)電場加速后從O點(diǎn)射入磁場．粒子的重力不計(jì)．

（1）求粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑r．

（2）要使粒子進(jìn)入磁場之后不再經(jīng)過x軸，電場強(qiáng)度需大于或等于某個(gè)值E0．求E0．

（3）若電場強(qiáng)度E等于第（2）問E0的，求粒子經(jīng)過x軸時(shí)的位置．


【知識點(diǎn)】動能定理的應(yīng)用；帶點(diǎn)粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動E2 I3 K2

【答案解析】(1)(2) (3)解析：（1）粒子在電場中加速，由動能定理得qEd= ①粒子進(jìn)入磁場后做圓周運(yùn)動，有qvB=m②解得粒子在磁場中運(yùn)動的半徑  r= ③
（2）要使粒子之后恰好不再經(jīng)過x軸，則離開磁場時(shí)的速度方向與x軸平行，運(yùn)動情況如圖①，由幾何知識可得  R=④，由以上各式解得  E0=  ⑤

                                                     

  （3）將E=E0代入可得磁場中運(yùn)動的軌道半徑 r=  ⑥，粒子運(yùn)動情況如圖②，圖中的角度α、β滿足  cosα=即α=30°   ⑦，則得  β=2α=60°             ⑧
所以  粒子經(jīng)過x軸時(shí)的位置坐標(biāo)為x=r+ ⑨
解得x= ⑩

【思路點(diǎn)撥】（1）帶電粒子先在電場中加速后進(jìn)入磁場中偏轉(zhuǎn)．根據(jù)動能定理求加速獲得的速度，由牛頓第二定律和向心力公式結(jié)合求磁場中運(yùn)動的半徑；
（2）要使粒子之后恰好不再經(jīng)過x軸，則離開磁場時(shí)的速度方向與x軸平行，畫出粒子的運(yùn)動軌跡，由幾何知識求出軌跡半徑，由上題結(jié)論求E0．
（3）若電場強(qiáng)度E等于第（2）問E0的求粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑，畫出粒子的運(yùn)動軌跡，由幾何知識求經(jīng)過x軸時(shí)的位置．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一輕質(zhì)彈簧一端固定在豎直墻壁上，當(dāng)它自然伸展時(shí)另一端位于A點(diǎn)，現(xiàn)用一質(zhì)量為的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）將彈簧自由端壓縮至B點(diǎn)（不拴接），A、B兩點(diǎn)間的距離為10cm，將物塊由靜止釋放，物塊滑過A點(diǎn)后繼續(xù)向右滑行10cm停止運(yùn)動，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)處處相同.若換用一材料相同，但質(zhì)量只有的物塊同樣將彈簧自由端壓縮至B點(diǎn)由靜止釋放，則此時(shí)(     )

A.物塊的最大加速度變?yōu)樵瓉淼?倍

B.物體速度最大的位置不變

C.物塊在水平面上滑行的總距離將達(dá)到40cm

D.物體與水平面由于摩擦而產(chǎn)生的熱相同

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科目：高中物理 來源： 題型：


1（5分）圖31所示五幅圖分別對應(yīng)吳中說法，其中正確的是___________。（填寫正確答案標(biāo)號，選對1個(gè)得2分，選對2個(gè)得4分，選對3個(gè)給5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）

A．甲圖中微粒運(yùn)動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動，即布朗運(yùn)動 

B．乙圖中當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí)，它們間相互作用的引力和斥力大小相等

C．丙圖中食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向都是一樣的 

D．丁圖中小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用 

E．戊圖中潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開水面，拉力必須大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之間存在吸引力

（2）（10分）在如圖32所示的氣缸中封閉著溫度為100的空氣，一重物用細(xì)繩經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接，重物和活塞均處于平衡狀態(tài)，這時(shí)活塞離缸底的高度為10cm（設(shè)活塞與氣缸壁間無摩擦，大氣壓始終不變）。如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?℃，求：

（1）重物是上升還是下降?

（2）這時(shí)重物將從原處移動多少厘米?

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，a、b、c、d為某勻強(qiáng)電場中的四個(gè)點(diǎn)，且ab∥cd、ab⊥bc，bc＝cd＝2ab＝2l，電場線與四邊形所在平面平行。已知φa＝20V，φb＝24V，φd＝8V。一個(gè)質(zhì)子經(jīng)過b點(diǎn)的速度大小為v0，方向與bc夾角為45°，一段時(shí)間后經(jīng)過c點(diǎn)，e為質(zhì)子的電量，不計(jì)質(zhì)子的重力，則（       ）

   A．c點(diǎn)電勢為14V

   B．質(zhì)子從b運(yùn)動到c所用的時(shí)間為

   C．場強(qiáng)的方向由a指向c

   D．質(zhì)子從b運(yùn)動到c電場力做功為12eV

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，絕緣的水平桌面上方有一豎直方向的矩形區(qū)域，該區(qū)域是由三個(gè)邊長均為L的正方形區(qū)域ABFE、BCGF和CDHG首尾相接組成的，且矩形的下邊EH與桌面相接．三個(gè)正方形區(qū)域中分別存在方向?yàn)樨Q直向下、豎直向上、豎直向上的勻強(qiáng)電場，其場強(qiáng)大小比例為1∶1∶2．現(xiàn)有一帶正電的滑塊以某一初速度從E點(diǎn)射入場區(qū)，初速度方向水平向右，滑塊最終恰從D點(diǎn)射出場區(qū)．已知滑塊在ABFE區(qū)域所受靜電力和所受重力大小相等，桌面與滑塊之間的動摩擦因數(shù)為0.125，重力加速度為g，滑塊可以視作質(zhì)點(diǎn)．

求： (1)滑塊進(jìn)入CDHG區(qū)域時(shí)的速度大小v0；

(2)滑塊在ADHE區(qū)域運(yùn)動的總時(shí)間．

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科目：高中物理 來源： 題型：


（1）某同學(xué)選擇多用電表的“×10”擋測量一電阻的阻值。正確操作后得到如圖所示的指針情況。則電阻的阻值約為__________Ω.

（2）為了精確測量該電阻的阻值，該同學(xué)從實(shí)驗(yàn)室找來了下列器材：
電流表A1（0~40mA、內(nèi)阻r1=10Ω）

電流表A2（0~100mA、內(nèi)阻r2≈5Ω）
滑動變阻器R（0~10Ω）

定值電阻R0（阻值為100Ω）
電源E（電動勢6V、有內(nèi)阻）

開關(guān)、導(dǎo)線若干

①實(shí)驗(yàn)中要求調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框內(nèi)畫出符合要求的電路圖.

②用I1、I2分別表示電流表A1、A2的示數(shù)，該同學(xué)通過描點(diǎn)得到了如圖所示的I1-I2圖像，則電阻的阻值為__________Ω

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，正方形區(qū)域ABCD內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，三個(gè)完全相同的帶電粒子a、b、c分別以大小不同的初速度從A點(diǎn)沿圖示方向射入該磁場區(qū)域，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后粒子a、b、c分別從BC邊中點(diǎn)、CD邊中點(diǎn)、AD邊中點(diǎn)射出。若分別表示粒子a、b、c在磁場中的運(yùn)動時(shí)間。則以下判斷正確的是（    ）

A．          B．

C．           D．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖12甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，原線圈接圖12乙所示的正弦交流電，副線圈與理想電壓表、熱敏電阻RT（阻值隨溫度的升高而減�。┘皥�(bào)警器P組成閉合電路，回路中電流增加到一定值時(shí)報(bào)警器P將發(fā)出警報(bào)聲。則以下判斷正確的是（   ）

A．變壓器副線圈輸出交流電的頻率為50Hz

B．電壓表的示數(shù)為9V

C．RT處溫度升高到一定值時(shí)，報(bào)警器P將會發(fā)出警報(bào)聲

D．RT處溫度升高時(shí)，變壓器的輸入功率減小

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科目：高中物理 來源： 題型：


某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度與物體所受合外力F及質(zhì)量M的關(guān)系實(shí)驗(yàn)．圖1a為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖，A為小車，B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，C為裝有砂的砂桶（總質(zhì)量為m），D為一端帶有定滑輪的長木板．

（1）圖1b給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度a=　m/s2　 （保留三位有效數(shù)字）．

（2）若保持砂和砂桶質(zhì)量m不變，改變小車質(zhì)量M，分別得到小車加速度a與質(zhì)量M及對應(yīng)的數(shù)據(jù)如下表所示．

次　　　數(shù)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

小車加速度a/（m?s﹣2）

1.98

1.72

1.48

1.25

1.00

0.75

0.48

0.50

0.30

小車質(zhì)量M/kg

0.25

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

0.75

1.00

1.67

小車質(zhì)量 /kg﹣1

4.00

3.44

3.00

2.50

2.00

1.41

1.33

1.00

0.60

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時(shí)a與M的關(guān)系，請?jiān)趫D2所示的方格坐標(biāo)紙中選擇恰當(dāng)?shù)奈锢砹拷⒆鴺?biāo)系，并作出圖線．

從圖線中得到F不變時(shí)，小車加速度a與質(zhì)量M之間存在的關(guān)系是　　．

某同學(xué)在探究a與F的關(guān)系時(shí)，把砂和砂桶的總重力當(dāng)作小車的合外力F，作出a﹣F圖線如圖3所示，試分析圖線不過原點(diǎn)的原因是　　，圖線上部彎曲的原因是　沒有滿　．

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，為了探究兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，要保持第三個(gè)物理量不變，這種探究方法叫做　　法．

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