如圖所示，在xoy平面內(nèi)y軸與MN邊界之間有沿x軸負方向的勻強電場，y軸左側和MN邊界右側的空間有垂直紙面向里、磁感應強度大小相等的勻強磁場，MN邊界與y軸平行且間距保持不變．一質量為m、電荷量為 -q的粒子以速度v0從坐標原點O沿x軸負方向射入磁場，每次經(jīng)過磁場的時間均為t0，粒子重力不計．
（1）求磁感應強度的大小B；
（2）粒子回到原點O，其運動路程最短時，經(jīng)過的時間為t="5" t0，求電場區(qū)域的寬度d 和此時的電場強度E0；
（3）若帶電粒子能夠回到原點0，則電場強度E應滿足什么條件?

（1）；（2）；（3）（n=1,2,3……）

解析試題分析:（1）粒子在磁場中運動的周期為：T=
粒子每次經(jīng)過磁場時間為半個周期：t0=
解得：
（2）粒子t=5t0回到原點，軌跡如圖，由幾何關系知r1=r2

由向心力公式
；

由勻變速運動規(guī)律得，每次經(jīng)過電場的時間也是t0；電場寬度：；出電場的速度
綜上解得；
（3）如圖所示，由幾何關系知，要使粒子經(jīng)過原點，應滿足n（2r2′-2r1）=2r1，（n=1，2，3，…）

由向心力公式：
解得：
根據(jù)動能定理知：
解得：（n=1,2,3……）
考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動；帶電粒子在勻強電場中的運動．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，虛線上方有勻強電場，方向豎直向下，虛線上下方均有磁感應強度相同的勻強磁場，方向垂直紙面向外，ab是一根長為L的絕緣細桿，沿電場線放置在虛線上方的場中，b端在虛線上.將一套在桿上的帶正電的重力忽略不計的小球從a端由靜止釋放后，小球先做加速運動，后做勻速運動到達b端.已知小球與絕緣桿間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，當小球脫離桿進入虛線下方后，運動軌跡是半圓，圓的半徑是L/3，求：

（1）小球從b端脫離時的速度；
（2）帶電小球從a到b運動過程中克服摩擦力所做的功與電場力所做功的比值。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖甲所示，兩平行金屬板A、B的板長和板間距離均為L（L=0.1m），AB間所加電壓u=200sin100πtV，如圖乙所示。平行金屬板右側L/2處有一豎直放置的金屬擋板C，高度為13L/12并和A、B間隙正對，C右側L處有一豎直放置的熒光屏S。從O點沿中心軸線OO/以速度v0=2.0×103m/s連續(xù)射入帶負電的離子，離子的比荷q/m=3×104 C/kg，（射到金屬板上的離子立即被帶走，不對周圍產(chǎn)生影響，不計離子間的相互作用，離子在A、B兩板間的運動可視為在勻強電場中的運動。）離子打在熒光屏上，可在熒光屏中心附近形成一個陰影。π取3，離子的重力忽略。
（1）求熒光屏中心附近陰影的長度。
（2）為使從A極板右側邊緣打出的離子能到達屏的中點O/，可在擋板正上方一圓形區(qū)域加垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B=T（圓心在擋板所在垂線上，圖中未畫出），求所加圓形磁場的面積和離子在磁場區(qū)域運動的時間。（計算結果全部保留二位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（19分）如圖所示，在勻強電場中建立直角坐標系xOy，y軸豎直向上，一質量為m、電荷量為+q的微粒從x軸上的M點射出，方向與x軸夾角為θ，微粒恰能以速度v做勻速直線運動，重力加速度為g。
(1)求勻強電場場強E；
(2)若再疊加一圓形邊界的勻強磁場，使微粒能到達x軸上的N點，M、N兩點關于原點O對稱，距離為L，微粒運動軌跡也關于y軸對稱。已知磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直xOy平面向外，求磁場區(qū)域的最小面積S及微粒從M運動到N的時間t。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

小明在研究性學習中設計了一種可測量磁感應強度的實驗，其裝置如圖所示．在該實驗中，磁鐵固定在水平放置的電子測力計上，此時電子測力計的讀數(shù)為G1，磁鐵兩極之間的磁場可視為水平勻強磁場，其余區(qū)域磁場不計．直銅條AB的兩端通過導線與一電阻連接成閉合回路，總阻值為R.若讓銅條水平且垂直于磁場，以恒定的速率v在磁場中豎直向下運動，這時電子測力計的讀數(shù)為G2，銅條在磁場中的長度為L.

(1)判斷銅條所受安培力的方向，并說明G1和G2哪個大；
(2)求銅條勻速運動時所受安培力的大小和磁感應強度的大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在以坐標原點O為圓心．半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁感應強度為B，磁場方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子（不計重力）從O點沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動，經(jīng)t0時間從P點射出。

（1）求電場強度的大小和方向。
（2）若僅撤去磁場，帶電粒子仍從O點以相同的速度射入，經(jīng)時間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運動加速度的大小。
（3）若僅撤去電場，帶電粒子仍從O點射入，且速度為原來的4倍，
求粒子在磁場中運動的時間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分)如圖（a）所示，垂直于紙面向里的有界勻強磁場，MN是磁場的上邊界，磁場寬度足夠大，磁感應強度B0=1×10-4T．現(xiàn)有一比荷為=2×1011C/kg的正離子以某一速度從P點水平向右射入磁場，已知P點到邊界MN的垂直距離d=20cm，不計離子的重力，試求：

（1）若離子以速度v1=3×106m/s水平射入磁場，求該離子從MN邊界射出時的位置到P點的水平距離s；
（2）若要使離子不從MN邊界射出磁場，求離子從P點水平射入的最大速度vm；
（3）若離子射入的速度滿足第（2）問的條件，離子從P點射入時，再在該磁場區(qū)域加一個如圖（b）所示的變化磁場（正方向與B0方向相同，不考慮磁場變化所產(chǎn)生的電場），求該離子從P點射入到第一次回到P點所經(jīng)歷的時間t．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖所示，圖中左邊有一對平行金屬板，兩板相距為d，電壓為U。兩板之間有勻強磁場，磁感應強度大小為B0，方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里；圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)也存在勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面朝里。一電荷量為q的正離子沿平行于金屬板面、垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間，沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑PQ方向射入磁場區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的G點射出，已知弧QG所對應的圓心角為。離子重力不計。求：

（1）離子速度的大��；
（2）離子在圓形磁場區(qū)域內(nèi)做圓周運動的半徑；
（3）離子的質量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，真空室內(nèi)存在勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度的大小B=0.60T，磁場內(nèi)有一塊平面感光板ab，板面與磁場方向平行，在距ab的距離l=16cm處，有一個點狀的放射源S，它向各個方向發(fā)射粒子，粒子的速度都是，已知粒子的電荷與質量之比，現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運動的粒子，求ab上被粒子打中的區(qū)域的長度。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案