(18分)如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy的第Ⅱ象限整個(gè)區(qū)域內(nèi),存在著沿y軸負(fù)方向、場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),在第Ⅳ象限整個(gè)區(qū)域內(nèi)存在著方向垂直于xOy平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。從電場(chǎng)中P(-L,2L)、Q(-L,)兩點(diǎn)連線上各處,沿x軸正方向同時(shí)射入許多質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,結(jié)果所有粒子都從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力及粒子之間的相互作用,求:

(1)粒子從射入到全部通過(guò)O點(diǎn)所用的時(shí)間t0。
(2)這些粒子從x軸上射出磁場(chǎng)時(shí),所經(jīng)過(guò)區(qū)域的寬度△d。
(1)   (2)

試題分析:(1)帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)沿水平和豎直方向正交分解,水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)P、Q兩點(diǎn)連線上某點(diǎn)到x軸的距離為y,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得:,由此可知從P點(diǎn)射入的粒子最后通過(guò)O點(diǎn),設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)的加速度為a,則對(duì)于從P點(diǎn)射入的粒子
由牛頓第二定律得     
在豎直方向上由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得 
解得:
(2)設(shè)某一粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),速度v的方向與x軸成角,在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,該粒子從x軸上射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)的距離為d,畫(huà)出帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,

在磁場(chǎng)中
粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛侖茲力提供,即 
由幾何關(guān)系得 
在電場(chǎng)中 
設(shè)粒子在O點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得 
由運(yùn)動(dòng)的合成和分解知 
由牛頓第二定律得 
解得:
 故
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平放置的平行金屬板A、B連接一恒定電壓,兩個(gè)質(zhì)量相等的電荷M和N同時(shí)分別從極板A的邊緣和兩極板的正中間沿水平方向進(jìn)入板間電場(chǎng),兩電荷恰好在板間某點(diǎn)相遇.若不考慮電荷的重力和它們之間的相互作用,則下列說(shuō)法正確的是 ()

A.電荷M的電荷量等于電荷N的電荷量
B.兩電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度相等
C.從兩電荷進(jìn)入電場(chǎng)到兩電荷相遇,電場(chǎng)力對(duì)電荷M做的功大于電場(chǎng)力對(duì)電荷N做的功
D.電荷M進(jìn)入電場(chǎng)的初速度大小與電荷N進(jìn)入電場(chǎng)的初速度大小一定相同

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(10分)如下圖示勻強(qiáng)電場(chǎng)寬度為L(zhǎng),一帶電粒子質(zhì)量為m,帶電荷量為+q,從圖中A點(diǎn)以V0垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),若經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后粒子從B點(diǎn)飛出,B點(diǎn)到入射線距離也為L(zhǎng)。不計(jì)粒子重力。

求 ①A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAB
②粒子飛出B點(diǎn)時(shí)的速度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖,一帶電小球用絲線懸掛在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,當(dāng)小球靜止后把懸線燒斷,則小球在電場(chǎng)中將做        (   )
A.自由落體運(yùn)動(dòng)
B.曲線運(yùn)動(dòng)
C.沿著懸線的延長(zhǎng)線做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
D.變加速直線運(yùn)動(dòng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,粒子先經(jīng)過(guò)M點(diǎn),再經(jīng)過(guò)N點(diǎn),可以判定…:
A.M點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì)
B.M點(diǎn)的電勢(shì)能小于N點(diǎn)的電勢(shì)能
C.粒子可能帶負(fù)電
D.粒子在M點(diǎn)的動(dòng)能小于在N點(diǎn)的動(dòng)能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一段長(zhǎng)方體形導(dǎo)電材料,左右兩端面的邊長(zhǎng)都為ab,內(nèi)有帶電量為q的某種自由運(yùn)動(dòng)電荷。導(dǎo)電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時(shí),測(cè)得導(dǎo)電材料上、下表面之間的電壓為U,且上表面的電勢(shì)比下表面的低。由此可得該導(dǎo)電材料單位體積內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)及自由運(yùn)動(dòng)電荷的正負(fù)分別為
A.,負(fù)B.,正C.,負(fù)D.,正

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在圓心O處固定一正點(diǎn)電荷,現(xiàn)從P點(diǎn)以相同的速率發(fā)射兩個(gè)試探電荷a、b,分別沿PN、PM運(yùn)動(dòng)到N、M兩點(diǎn),N、M都在以O(shè)為圓心的圓上。若試探電荷a、b的質(zhì)量、電荷量均相等,則下列判斷正確的是(     )
A.a(chǎn)帶負(fù)電,b帶正電
B.P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)
C.a(chǎn)、b到達(dá)N、M時(shí)兩粒子速率相等
D.a(chǎn)電荷電勢(shì)能減少,b電荷電勢(shì)能增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,xOy為空間直角坐標(biāo)系,PQ與y軸正方向成θ=30°角。在第四象限和第一象限的xoQ區(qū)域存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在poy區(qū)域存在足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向與PQ平行,一個(gè)帶電荷量為+q,質(zhì)量為m的帶電粒子從-y軸上的A(0,-L)點(diǎn),平行于x軸方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向恰與PQ垂直,粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中經(jīng)時(shí)間t后再次經(jīng)過(guò)x軸,粒子重力忽略不計(jì)。求:(1)從粒子開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到剛進(jìn)入電場(chǎng)的時(shí)間t';
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖ab為兩平行板,a板上的0為離子發(fā)射源,能發(fā)出質(zhì)量為m帶電量為q初速度為零的帶電離子,ab板間加速電壓為U1 ,在b板中央有小孔k讓離子通過(guò)。在b板右側(cè)有AB兩塊平行金屬板,k正好位于AB板間的中心線上,已知AB板間距離為d,板長(zhǎng)為L(zhǎng),板間電壓為U2,求:

(1)離子到達(dá)k點(diǎn)時(shí)的速度
(2)如離子穿過(guò)k點(diǎn)后經(jīng)偏轉(zhuǎn)正好打在B板的中點(diǎn)p處,則

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案