(18分) 如圖所示，在坐標(biāo)系xOy內(nèi)有一半徑為a的圓形區(qū)域，圓心坐標(biāo)為O1（a，0），圓內(nèi)分布有垂直紙面向里的勻強磁場。在直線y＝a的上方和直線x＝2a的左側(cè)區(qū)域內(nèi)，有一沿y軸負(fù)方向的勻強電場，場強大小為E。一質(zhì)量為m、電荷量為+q（q>0）的粒子以速度v從O點垂直于磁場方向射入，當(dāng)速度方向沿x軸正方向時，粒子恰好從O1點正上方的A點射出磁場，不計粒子重力。求：
（1）磁感應(yīng)強度B的大��；
（2）粒子在第一象限內(nèi)運動到最高點時的位置坐標(biāo)；
（3）若粒子以速度v從O點垂直于磁場方向射入第一象限，當(dāng)速度方向沿x軸正方向的夾角=30°時，求粒子從射入磁場到最終離開磁場的時間t。
（1） （2）（a，）（3）
（1）設(shè)粒子在磁場中做圓運動的軌跡半徑為R，牛頓第二定律，有：
          （2分）
粒子自A點射出，由幾何知識，有：            （1分）
解得：                                    （2分）

（2）粒子從A點向上在電場中做勻減運動，設(shè)在電場中減速的距離為y1
           （2分）
得：                  （1分）
所以在電場中最高點的坐標(biāo)為：（a，）  （2分）
（3）粒子在磁場中做圓運動的周期    （1分）
粒子從磁場中的P點射出，因磁場圓和粒子的軌跡圓的半徑相等，OO1PO2構(gòu)成菱形，故粒子從P點的出射方向與y軸平行，粒子由O到P所對應(yīng)的圓心角為： =60°
由幾何知識可知，粒子由P點到x軸的距離S = acos 
粒子在電場中做勻變速運動，在電場中運動的時間   （1分）
粒子由P點第2次進(jìn)入磁場，由Q點射出，PO1QO3構(gòu)成菱形，由幾何知識可知：
Q點在x軸上，粒子由P到Q的偏向角為=120°     則： 
粒子先后在磁場中運動的總時間：              （1分）
粒子在場區(qū)之間做勻速運動的時間：      （1分）
解得粒子從射入磁場到最終離開磁場的時間：
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

水平面上兩根足夠長的不光滑金屬導(dǎo)軌固定放置，間距為L，一端通過導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻不計，磁感應(yīng)強度方B的勻強磁場方向豎直向下．用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運動，當(dāng)改變恒定拉力F大小時，相對應(yīng)的勻速運動速度υ大小也會變化，F與υ的關(guān)系如圖所示．F0、υ0為已知量．求：
小題1:金屬桿與導(dǎo)軌間的滑動摩擦力f==?
小題2:當(dāng)恒定外力為2F0時，桿最終做勻速運動的速度大小?

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

質(zhì)量為m、電量為q的帶電離子從P（0，h）點沿x軸正方向射入第一象限的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，并沿著y軸負(fù)方向垂直進(jìn)入勻強電場（電場方向沿x軸負(fù)方向），然后離子經(jīng)過y軸上的M（0，－2h）點，進(jìn)入寬度為h的無場區(qū)域，如圖所示，再進(jìn)入另一范圍足夠大的勻強磁場，最后回到P點。不計重力，試求：
小題1:初速度v0
小題2:電場強度E
小題3:從P點出發(fā)到再次回到P點所用的時間

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，某空間存在著方向都水平向左的勻強磁場和勻強電場，電場強度為E，磁感強度為B，有一絕緣桿豎直放入電磁場中，在絕緣桿上套有一質(zhì)量為m，電量為+q的小球，小球與桿之間的動摩擦因數(shù)為，當(dāng)小球從靜止開始釋放，小球下滑的最大速度_______________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在xOy平面的第一象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在第四象限內(nèi)存在方向沿負(fù)x方向的勻強電場。從y軸上坐標(biāo)為（0，a）的P點同時沿垂直磁場方向向磁場區(qū)發(fā)射速度大小不是都相等的帶正電的同種粒子，粒子的速度方向在與y軸正方向成30°～150°角的范圍內(nèi)，結(jié)果所有粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上，然后進(jìn)入第四象限內(nèi)的電場區(qū)。已知帶電粒子電量為+q，質(zhì)量為m，不計粒子重力和粒子間的相互作用力。

小題1:求全部粒子經(jīng)過x軸的時間差。
小題2:求粒子通過x軸時的位置范圍。
小題3:已知從P點發(fā)出時速度最大的粒子受到的磁場力與它在電場中受到的電場力大小相等，求從P點發(fā)出時速度最小的粒子穿過電場后在y軸上的Q點射出電場時的速度大小v。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，平面內(nèi)，在軸左側(cè)某區(qū)域內(nèi)有一個方向豎直向下，水平寬度為,電場強度為的勻強電場．在軸右側(cè)有一個圓心位于軸上，半徑為的圓形磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度，在坐標(biāo)為處有一垂直于軸的面積足夠大的熒光屏。今有一束帶正電的粒子從電場左側(cè)沿方向射入電場，穿出電場時恰好通過坐標(biāo)原點，速度大小為方向與軸成角斜向下．若粒子的質(zhì)量，電量為，不計重力。試求：
（1）粒子射入電場時的位置坐標(biāo)和初速度；
（2）若圓形磁場可沿軸移動，圓心在軸上的移動范圍為，由于磁場位置的不同，導(dǎo)致該粒子打在熒光屏上的位置也不同，試求粒子打在熒光屏上的范圍。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

有一個帶正電的小球，質(zhì)量為m、電量為q，靜止在固定的絕緣支架上．現(xiàn)設(shè)法給小球一個瞬時的初速度υ0使小求水平飛出，飛出時小球的電量沒有改變．同一豎直面內(nèi)，有一個豎直固定放置的圓環(huán)（圓環(huán)平面保持水平），環(huán)的直徑略大于小球直徑，如圖所示．要使小球能準(zhǔn)確進(jìn)入圓環(huán)，可在空間分布勻強電場或勻強磁場（勻強電場和勻強磁場可單獨存在，也可同時存在），請設(shè)計兩種分布方式，并求出：
（1）相應(yīng)的電場強度E或磁感應(yīng)強度B的大小和方向；
（2）相應(yīng)的小球到圓環(huán)的時間t ．
（若加勻強電場，則勻強電場限制在豎直面內(nèi)；若加勻強磁場，則勻強磁場限制在垂直紙面情況．已知υ0＞，小球受重力不能忽略）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖16所示，在分別為和的兩個相鄰的條形區(qū)域中分別有勻強磁場和勻強電場，磁場方向垂直于紙面向里，電場方向與電、磁場分界線平行向右。一帶正電的粒子以速率v從磁場區(qū)域的上邊界的P點向下成θ=60º射入磁場，然后以垂直于電、磁場分界線的方向進(jìn)入電場，最后從電場邊界上的Q點射出。已知PQ垂直于電場方向，不計重力。求電場強度和磁感應(yīng)強度大小之比，以及粒子在磁場與電場中運動的時間之比。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（15分）釷核(230)90Th發(fā)生衰變生成鐳核(226)88Ra并放出一個粒子．設(shè)該粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，它進(jìn)入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電極S1和S2間電場時，其速率為v0，經(jīng)電場加速后，沿Ox方向進(jìn)入磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強磁場，Ox垂直平板電極S2，當(dāng)粒子從P點離開磁場時，其速度方向與Ox方向的夾角θ＝60°，如圖所示，整個裝置處于真空中．

(1)寫出釷核衰變方程；
(2)求粒子在磁場中沿圓弧運動的軌道半徑R；
(3)求粒子在磁場中運動所用時間t.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案