（18分）如圖所示，在直角坐標系xOy平面的第Ⅱ象限內(nèi)有半徑為R的圓O1分別與x軸、y軸相切于C（-R，0）、D（0，R） 兩點，圓O1內(nèi)存在垂直于xOy平面向外的勻強磁場，磁感應強度為B．與y軸負方向平行的勻強電場左邊界與y軸重合，右邊界交x軸于G點，一帶正電的粒子A（重力不計）電荷量為q、質(zhì)量為m，以某一速率垂直于x軸從C點射入磁場，經(jīng)磁場偏轉恰好從D點進入電場，最后從G點以與x軸正向夾角為45°的方向射出電場．求：

（1）OG之間的距離；
（2）該勻強電場的電場強度E；
（3）若另有一個與A的質(zhì)量和電荷量相同、速率也相同的粒子A′，從C點沿與x軸負方向成30°角的方向射入磁場，則粒子A′再次回到x軸上某點時，該點的坐標值為多少？

（1）（2）（3）（，0）

解析試題分析：（1）設粒子A速率為v0 ，其軌跡圓圓心在O點，故A運動至D點時速度與y軸垂直，粒子A從D至G作類平拋運動，令其加速度為a ，在電場中運行的時間為t
則有      ① （2分）
和        ②（2分）
聯(lián)立①②解得

故      ③（1分）

（2）粒子A的軌跡圓半徑為R ，由 得        ④（2分）
      ⑤（1分）   
聯(lián)立①③⑤得      ⑥（2分）
解得     ⑦（1分）
（3）令粒子A’ 軌跡圓圓心為O’ ，因為∠O’ CA’ =90°，O’C=R，以 O’為圓心，R為半徑做A’ 的軌跡圓交圓形磁場O1于H點，則四邊形CO’ HO1為菱形，故O’ H∥y軸，粒子A’ 從磁場中出來交y軸于I點，HI⊥O’ H，所以粒子A’ 也是垂直于y軸進入電場的    
令粒子A’ 從J點射出電場，交x軸于K點，因與粒子A在電場中的運動類似，
∠JKG=45°，GK=GJ。                                    （2分）
OI－JG=R又OI=R+Rcos30°解得JG=Rcos30°=R          （3分）
粒子A’再次回到x軸上的坐標為（，0）        （2分
考點： 考查了牛頓第二定律與電磁學綜合應用

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖所示，一人站在電梯中的體重計上，隨電梯一起運動。下列各種情況中，體重計的示數(shù)最大的是

A．電梯勻減速上升，加速度大小為 1.0 m/s2
B．電梯勻減速下降，加速度大小為 1.0 m/s2
C．電梯勻加速上升，加速度大小為 0.5 m/s2
D．電梯勻加速下降，加速度大小為 0.5 m/s2

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

某空間存在著如圖甲所示足夠大沿水平方向的勻強磁場。在磁場中A、B兩個物塊疊放在一起，置于光滑水平面上，物塊A帶正電，物塊B不帶電且表面絕緣。在t1=0時刻，水平恒力F作用在物塊B上，物塊A、B由靜止開始做加速度相同的運動．在A、B一起向左運動的過程中，以下說法正確的是(      )

A．圖乙可以反映A所受洛侖茲力大小隨時間t變化的關系
B．圖乙可以反映A對B的摩擦力大小隨時間t變化的關系
C．圖乙可以反映A對B的壓力大小隨時間t變化的關系
D．圖乙可以反映B對地面壓力大小隨時間t變化的關系

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(13分) 如圖所示，足夠長的光滑導軌ab、cd固定在豎直平面內(nèi)，導軌間距為d，b、c兩點間接一阻值為r的電阻。ef是一水平放置的導體桿，其質(zhì)量為m、有效電阻值為r，桿與ab、cd保持良好接觸。整個裝置放在磁感應強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直�，F(xiàn)用一豎直向上的力拉導體桿，使導體桿從靜止開始做加速度為的勻加速運動，上升了H高度，這一過程中bc間電阻r產(chǎn)生的焦耳熱為Q，g為重力加速度，不計導軌電阻及感應電流間的相互作用。求：

⑴導體桿上升到H過程中通過桿的電量；
⑵導體桿上升到H時所受拉力F的大��；
⑶導體桿上升到H過程中拉力做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(12分)如圖所示，坐標平面第Ⅰ象限內(nèi)存在大小為E＝4×105 N/C、方向水平向左的勻強電場，在第Ⅱ象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場．質(zhì)荷比為＝4×10－10 kg/C的帶正電粒子從x軸上的A點以初速度v0＝2×107 m/s垂直x軸射入電場，OA＝0.2 m，不計重力．求：
(1)粒子經(jīng)過y軸時的位置到原點O的距離；
(2)若要求粒子不能進入第三象限，求磁感應強度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進入電場后的運動情況．)

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分)如圖所示，在坐標系的第一、四象限存在一寬度為a、垂直紙面向外的有界勻強磁場，磁感應強度的大小為B；在第三象限存在與y軸正方向成θ=60°角的勻強電場。一個粒子源能釋放質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，粒子的初速度可以忽略。粒子源在點P（，）時發(fā)出的粒子恰好垂直磁場邊界EF射出；將粒子源沿直線PO移動到Q點時，所發(fā)出的粒子恰好不能從EF射出。不計粒子的重力及粒子間相互作用力。求：
⑴勻強電場的電場強度；
⑵PQ的長度；
⑶若僅將電場方向沿順時針方向轉動60º角，粒子源仍在PQ間移動并釋放粒子，試判斷這些粒子第一次從哪個邊界射出磁場并確定射出點的縱坐標范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分)如圖所示，直角坐標系xoy的第一象限內(nèi)有場強為E方向沿x軸負向的勻強電場，第二象限內(nèi)有方向沿y軸負向的勻強電場，在的區(qū)域內(nèi)有方向垂直坐標平面的勻強磁場．一質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子(不計重力)，從P()點由靜止開始運動， 通過第二象限后經(jīng)點再進入y≤0區(qū)域，并恰好經(jīng)過坐標原點O.求

(1)第二象限內(nèi)勻強電場的場強．
(2)y≤0區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應強度B．
(3)粒子從P到0經(jīng)歷的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，水平地面上有一輛固定有豎直光滑絕緣管的小車，管的底部有一質(zhì)量m=0.2g、電荷量q=8×10-5C的小球，小球的直徑比管的內(nèi)徑略�。诠芸谒谒矫鍹N的下方存在著垂直紙面向里、磁感應強度B1= 15T的勻強磁場，MN面的上方還存在著豎直向上、場強E=25V/m的勻強電場和垂直紙面向外、磁感應強度B2=5T的勻強磁場．現(xiàn)讓小車始終保持v=2m/s的速度勻速向右運動，以帶電小球剛經(jīng)過場的邊界PQ為計時的起點，測得小球對管側壁的彈力FN隨高度h變化的關系如圖所示．g取10m/s2，不計空氣阻力．求：

（1）小球剛進入磁場B1時的加速度大小a；
（2）絕緣管的長度L；
（3）小球離開管后再次經(jīng)過水平面MN時距管口的距離

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示的直角坐標系中，第Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強磁場，在x＝－2L與y軸之間第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)存在大小相等，方向相反的勻強電場，場強方向如圖所示。在A（－2L，L）到C（－2L,0）的連線上連續(xù)分布著電荷量為＋q、質(zhì)量為m的粒子。從t＝0時刻起，這些帶電粒子依次以相同的速度v0沿x軸正方向射出。從A點射出的粒子剛好沿如圖所示的運動軌跡（軌跡與x軸的交點為OC的中點）從y軸上A′（0，－L）沿x軸正方向進入磁場。不計粒子的重力及它們間的相互作用，不考慮粒子間的碰撞。

（1）求電場強度E的大��；
（2）若勻強磁場的磁感應強度,求從A′點進入磁場的粒子返回到直線x＝－2L時的位置坐標；
（3）在AC間還有哪些位置的粒子，經(jīng)過電場后也能沿x軸正方向進入磁場。

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