如圖所示為某一儀器的部分原理示意圖，虛線OA、OB關(guān)于y軸對(duì)稱，， OA、OB將xOy平面分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域，區(qū)域Ⅰ、Ⅲ內(nèi)存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反。質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子自x軸上的粒子源P處以速度v0沿y軸正方向射出，經(jīng)一定時(shí)間到達(dá)OA上的M點(diǎn)，且此時(shí)速度與OA垂直。已知M到原點(diǎn)Ｏ的距離OM = L，不計(jì)粒子的重力。求：

（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；
（2）為使粒子能從M點(diǎn)經(jīng)Ⅱ區(qū)域通過OB上的N點(diǎn)，M、N點(diǎn)關(guān)于y軸對(duì)稱，可在區(qū)域Ⅱ內(nèi)適當(dāng)范圍加一垂直xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值和粒子經(jīng)過區(qū)域Ⅲ到達(dá)x軸上Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)；
（3）當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度取（2）問中的最小值時(shí)，且該磁場(chǎng)僅分布在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)。由于某種原因的影響，粒子經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)的速度并不嚴(yán)格與OA垂直，成散射狀，散射角為（較�。�，但速度大小均相同，如圖所示，求所有粒子經(jīng)過OB時(shí)的區(qū)域長(zhǎng)度。
（1）  （2）      （3）2Lsinθ

試題分析：（1）粒子在Ⅰ區(qū)域內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng)，



   
(2) 粒子在Ⅱ區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑 
因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824152222043761.png" style="vertical-align:middle;" />       又

粒子進(jìn)入Ⅲ區(qū)域后，其運(yùn)動(dòng)軌跡NQ與PM對(duì)稱，則
水平位移
由（1）知：

  
（3）該圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑r等于其軌跡圓半徑R，即r＝R＝L 
所有粒子出磁場(chǎng)時(shí)速度方向平行，其落點(diǎn)在直線OB上的GH兩點(diǎn)之間，如圖
 
點(diǎn)評(píng)：如果組合場(chǎng)是電場(chǎng)和磁場(chǎng)組合則帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋會(huì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)，類平拋分解成勻速直線運(yùn)動(dòng)和初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)來研究；在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力為向心力，根據(jù)幾何關(guān)系找半徑，根據(jù)圓心角求時(shí)間。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，兩平行金屬板間接有如圖乙所示的隨時(shí)間t變化的電壓u，兩板間電場(chǎng)可看作是均勻的，且兩板外無電場(chǎng)，極板長(zhǎng)L=0.2m，板間距離d=0.2m，在金屬板右側(cè)有一邊界為MN的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN與兩板中線OO′垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5×10－3T，方向垂直紙面向里。現(xiàn)有帶正電的粒子流沿兩板中線OO′連續(xù)射入電場(chǎng)中，已知每個(gè)粒子的速度v0=105m/s，比荷q/m=108C/kg，重力忽略不計(jì)，在每個(gè)粒通過電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)可視作是恒定不變的。

⑴ 試求帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的最大速度。
⑵ 證明任意時(shí)刻從電場(chǎng)射出的帶電粒子，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)在MN上的入射點(diǎn)和出磁場(chǎng)時(shí)在MN上的出射點(diǎn)間的距離為定值。
⑶ 從電場(chǎng)射出的帶電粒子，進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又射出磁場(chǎng)。求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間和最短時(shí)間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（15分）如圖所示，水平放置的平行金屬板A和D間的距離為d，金屬板長(zhǎng)為，兩板間所加電壓為U，D板的右側(cè)邊緣恰好是傾斜擋板NM上的一個(gè)小孔K，NM與水平擋板NP成角，且擋板足夠長(zhǎng)，K與N間的距離為.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，從A、D的中點(diǎn)O沿平行于金屬板方向以某一速度射入，不計(jì)粒子的重力.該粒子穿過金屬板后恰好穿過小孔K：

（1）求該粒子從O點(diǎn)射入時(shí)的速度大小v0；
（2）若兩檔板所夾的整個(gè)區(qū)域存在一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后能垂直打在水平擋板NP上，求該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B0；
（3）若磁場(chǎng)方向變?yōu)榇怪奔埫嫦蚶铮抑淮嬖谟趦蓹n板所夾間的某一區(qū)域內(nèi)，同樣使該粒子經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后能垂直打在水平擋板NP上（之前與擋板沒有碰撞），求滿足條件的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值Bmin.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在xOy平面的第一象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)的方向平行于Y軸向下，在X軸和第四象限的射線OC之間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于紙而向外。有一質(zhì)量為m，帶有電荷量+q的質(zhì)點(diǎn)由電場(chǎng)左側(cè)平行于X軸射入電場(chǎng)。質(zhì)點(diǎn)到達(dá)X軸上A點(diǎn)時(shí)，速度方向于X軸的夾角為，A點(diǎn)與原點(diǎn)0的距離為d．接著，質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并垂直丁OC飛離磁場(chǎng)。不計(jì)重力影響。若OC與x軸的夾角也為φ．

求：（1）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度的大小：
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，真空中有以（r，0）為圓心，半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，在y= r的虛線上方足夠大的范圍內(nèi)，有方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，從O點(diǎn)向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡均在紙面內(nèi)，且質(zhì)子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為q，質(zhì)量為m，不計(jì)重力、粒子間的相互作用力及阻力。求：

（1）質(zhì)子射入磁場(chǎng)時(shí)速度的大�。�
（2）沿x軸正方向射入磁場(chǎng)的質(zhì)子，到達(dá)y軸所需的時(shí)間；
（3）與x軸正方向成30o角（如圖中所示）射入的質(zhì)子，到達(dá)y軸的位置坐標(biāo)。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

一質(zhì)量為m、電量為q的帶電質(zhì)點(diǎn)，從y軸上y=h處的P1點(diǎn)以一定的水平初速度沿x軸負(fù)方向進(jìn)入第二象限。然后經(jīng)過x軸上x=-2h處的P2點(diǎn)進(jìn)入第三象限，帶電質(zhì)點(diǎn)恰好能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。之后經(jīng)過y軸上y=-2h處的P3點(diǎn)進(jìn)入第四象限。已知重力加速度為g。求：
（1）粒子到達(dá)P2點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；
（2）第三象限空間中電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小;
（3）帶電質(zhì)點(diǎn)在第四象限空間運(yùn)動(dòng)過程中最小速度的大小和方向

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

地面上空同時(shí)存在著勻強(qiáng)的電場(chǎng)與磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m的帶正電小球，在該區(qū)域內(nèi)沿水平方向向右做直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，關(guān)于場(chǎng)的分布情況可能的是(  )
A．該處電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向重合
B．電場(chǎng)豎直向上，磁場(chǎng)垂直紙面向里
C．電場(chǎng)斜向里側(cè)上方，磁場(chǎng)斜向外側(cè)上方，均與v垂直
D．電場(chǎng)水平向右，磁場(chǎng)垂直紙面向里

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示,一束質(zhì)量、速度和電荷量不同的正離子垂直地射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)和 勻強(qiáng)電場(chǎng)正交的區(qū)域里,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的運(yùn)動(dòng)方向,有些未發(fā)生任何偏轉(zhuǎn).如果讓這些不偏轉(zhuǎn)的離子進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,發(fā)現(xiàn)這些離子又分裂成幾束,對(duì)這些進(jìn)入另一磁場(chǎng)的離子,可得出結(jié)論（  ）
A．它們的動(dòng)能一定各不相同B．它們的電荷量一定各不相同
C．它們的質(zhì)量一定各不相同D．它們的電荷量與質(zhì)量之比一定各不相同

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖是等離子體發(fā)電機(jī)示意圖，平行金屬板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=0.5T，兩板間距離為0.20m，要使輸出電壓為220V，求等離子體垂直射入磁場(chǎng)的速度大小，并說明a、b中的哪點(diǎn)相當(dāng)于電源的正極？

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同步練習(xí)冊(cè)答案