如圖所示，再第二象限和第四象限的正方形區(qū)域內(nèi)分別存在著面積相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，方向相反，且都垂直與xoy平面；在第一象限內(nèi)存在著平行與xoy平，沿x軸方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中沒(méi)有畫(huà)出）；一電子由P（-d，d）點(diǎn)，沿x軸正方向射入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ．（電子質(zhì)量為m，電荷量為e，sin53°=0.8）
（1）若電子離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ后直接進(jìn)入第三象限，求入射速度的范圍；
（2）若電子從（0，
d
2
）位置射出磁場(chǎng)Ⅰ，接著通過(guò)第一象限后直接垂直與x軸方向進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ，求場(chǎng)強(qiáng)度E的大小及方向；
（3）求第（2）問(wèn)中電子離開(kāi)磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)的位置坐標(biāo)．
（1）電子能從第三象限射出的臨界軌跡如圖甲所示．

由幾何知識(shí)可知，電子偏轉(zhuǎn)半徑范圍為：
d
2
＜r＜d，
電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：evB=m
v2
r
，
解得，電子入射速度的范圍為：
eBd
2m
＜v＜
eBd
m
．
（2）電子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：

電子從（0，
d
2
）位置射出設(shè)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，由幾何知識(shí)可得：
R2=（R-
d
2
）2+d2，
解得：R=
5d
4
，
由牛頓第二定律得：evB=m
v20
R
，
由幾何關(guān)系得進(jìn)入電場(chǎng)與水平方向的夾角為53°；
進(jìn)入電場(chǎng)以后帶電粒子垂直于x軸進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ，
知粒子在電場(chǎng)中做逆向平拋，根據(jù)平拋的規(guī)律：
帶點(diǎn)粒子沿y軸方向的速度為：vy=v0sin53°=0.8v0，
帶點(diǎn)粒子沿x軸方向的速度為：vx=v0cos53°=0.6v0，
根據(jù)位移的關(guān)系可以求得：E=
3edB2
2m
，方向沿x軸的正方向；
（3）根據(jù)粒子在電場(chǎng)中沿x軸運(yùn)動(dòng)規(guī)律：x=
1
2
at2，
則在磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ位置的橫坐標(biāo)為
3
16
d，
磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，由牛頓第二定律得：evB=m
v2
r
，
由幾何知識(shí)可得：r=d，r2=（
3
16
d）2+y2，
解得：y=
247
16
d，
電子離開(kāi)磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)的位置坐標(biāo)（d，-
247
16
d）；
答：（1）入射速度的范圍是：
eBd
2m
＜v＜
eBd
m
；
（2）場(chǎng)強(qiáng)度E=
3edB2
2m
，方向沿x軸的正方向；
（3）電子離開(kāi)磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)的位置坐標(biāo)是（d，-
247
16
d）．
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，在x軸上方有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，同一種帶電粒子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)．當(dāng)入射方向與x軸正方向夾角α=45°時(shí)，速度為V1，V2的兩個(gè)粒子分別從a．b兩點(diǎn)射出磁場(chǎng)．當(dāng)α為60°時(shí)，為了使速度為V3的粒子從a，b的中點(diǎn)c射出磁場(chǎng)，則速度V3應(yīng)為（　�。�
A．
1
2
（V1+V2）		B．
2
2
（V1+V2）		C．
3
3
（V1+V2）		D．
6
6
（V1+V2）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，虛線MN左側(cè)的整個(gè)空間存在一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，虛線右側(cè)的整個(gè)空間存在方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2和方向垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B．一絕緣帶電小球從距MN左側(cè)的A點(diǎn)以一定的初速度向右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入虛線右側(cè)后在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向左穿過(guò)MN后恰好落回A點(diǎn)．已知A點(diǎn)到MN的距離為L(zhǎng)；小球的質(zhì)量為m、帶電量為q，小球的初速度為v0，小球與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=v02/4gL；E1=mg/2q．
（1）求右側(cè)電場(chǎng)E2的場(chǎng)強(qiáng)大�。�
（2）求磁場(chǎng)B的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

一個(gè)重力不計(jì)的帶電粒子，以大小為v的速度從坐標(biāo)（0，L）的a點(diǎn)，平行于x軸射入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，并從x軸上b點(diǎn)射出磁場(chǎng)，射出速度方向與x軸正方向夾角為60°，如圖．求：
（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；
（2）帶電粒子的比荷
m
q
及粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的時(shí)間；
（3）其他條件不變，要使該粒子恰從O點(diǎn)射出磁場(chǎng)，求粒子入射速度大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心，半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里．一帶正電的粒子（不計(jì)重力）從O點(diǎn)沿y軸正方向以某一速度射人，帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t0時(shí)間從P點(diǎn)射出．
（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向．
（2）若僅撤去磁場(chǎng)，帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射人，經(jīng)
t0
2
時(shí)間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出，求粒子運(yùn)動(dòng)加速度大小
（3）若僅撤去電場(chǎng)，帶電粒子仍從O點(diǎn)射入但速度為原來(lái)的4倍，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

空間存在垂直于紙面方向的均勻磁場(chǎng)，其方向隨時(shí)間做周期性變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示．規(guī)定B＞0時(shí)，磁場(chǎng)的方向穿出紙面．一電荷量q=5π×10-7C、質(zhì)量m=5×10-10kg的帶電粒子，位于某點(diǎn)O處，在t=0時(shí)刻以初速度v0=πm/s沿某方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．不計(jì)重力的作用，不計(jì)磁場(chǎng)的變化可能產(chǎn)生的一切其他影響．則在磁場(chǎng)變化N個(gè)（N為整數(shù)）周期的時(shí)間內(nèi)帶電粒子的平均速度的大小等于（　�。�
A．πm/sB．
π
2
m/s		C．2
2
m/s		D．
2
m/s

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，帶異種電荷的粒子a、b以相同的動(dòng)能同時(shí)從O點(diǎn)射入寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩粒子的入射方向與磁場(chǎng)邊界的夾角分別為30°和60°，且同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)，則（　�。�
A．粒子a、b的電量之比是2：3
B．粒子a、b的電量之比是8：3
C．粒子a、b的質(zhì)量之比是4：3
D．粒子a、b的質(zhì)量之比是3：4

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的，
63
Li俘獲一個(gè)速度為v0=7.7×104m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，
63
Li+
10
n→
31
H+
42
He，若已知He的速度為v2=2.0×104m/s，其方向跟中子反應(yīng)前的速度方向相同，求：
（1）
31
H的速度是多大？
（2）在圖中畫(huà)出粒子
31
H和
42
He的運(yùn)動(dòng)軌跡，并求它們的軌道半徑之比．
（3）當(dāng)粒子
42
He旋轉(zhuǎn)了3周時(shí)，粒子
31
H旋轉(zhuǎn)幾周？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

用來(lái)加速帶電粒子的回旋加速器，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒．在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩盒分別與高頻電源相連．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，則下列判斷正確的是．（　�。�
A．伴隨粒子動(dòng)能變大，應(yīng)有（t2-t1）＞（t3-t2）＞（t4-t3）
B．高頻電源的變化周期應(yīng)該等于2（tn-tn-1）
C．要想粒子獲得的最大動(dòng)能增大，可增加D形盒的半徑
D．粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動(dòng)能一定越大

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同步練習(xí)冊(cè)答案