【題目】如圖所示，直空中有以O為圓心，半徑為R的圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，在虛線范圍內(nèi)、x軸上方足夠大的范圍內(nèi)有寬度為d，方向沿y軸負(fù)向、大小為E的勻強(qiáng)電場。圓形磁場區(qū)域的右端與電場左邊界相切，現(xiàn)從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿紙面不同方向發(fā)射速率為v 的質(zhì)子，已知質(zhì)子的電荷量為e，質(zhì)量為m，不計質(zhì)子的重力。求

（1）要使質(zhì)子不出磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B要滿足什么條件？

（2）P、N兩點(diǎn)在圓周上，M是OP的中點(diǎn)，MN平行于x軸，若質(zhì)子從N點(diǎn)平行于x軸出磁場，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和粒子從O點(diǎn)出射時的方向。

（3）求質(zhì)子從N點(diǎn)平行于x軸出磁場后與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)。

【答案】（1） （2）600 （3）（，0） （，0）

【解析】試題分析：當(dāng)質(zhì)子做圓周運(yùn)動的半徑時，質(zhì)子不會出磁場，由牛頓第二定律即可求得磁感應(yīng)強(qiáng)度的范圍；畫出粒子運(yùn)動軌跡，根據(jù)幾何關(guān)系和牛頓第二定律求解；設(shè)質(zhì)子剛好打到電場右邊界與x軸的交點(diǎn)，做類平拋運(yùn)動，結(jié)合平拋運(yùn)動公式分為兩種情況即可求解。

（1）當(dāng)質(zhì)子做圓周運(yùn)動的半徑時，質(zhì)子不會出磁場

由牛頓第二定律，得

洛倫茲力為：

解得：

（2）如圖，質(zhì)子做圓周運(yùn)動的圓心在NA上，AB為ON的垂直平分線，故交點(diǎn)A為圓心，OM為ON的一半，知角ONM為300，角CNA為600，則NA=R，質(zhì)子做圓周運(yùn)動的的半徑為R

結(jié)合以上解得：B=

易知OB與x軸的夾角為600

故質(zhì)子出射時速度與x軸成600角

（3）設(shè)質(zhì)子剛好打到電場右邊界與x軸的交點(diǎn)

在豎直方向：

在水平方向：

聯(lián)立解得：

i)當(dāng)時，質(zhì)子出邊界之后與x軸相交，設(shè)在電場中的偏移為y，出電場時在y軸

方向的速度為，偏轉(zhuǎn)角為由 結(jié)合以上解得：

在豎直方向的速度為：

偏轉(zhuǎn)角為：

由圖

聯(lián)立求解得：

根據(jù)幾何關(guān)系得：

故與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）

ii) 當(dāng)時，質(zhì)子在電場區(qū)域內(nèi)與x軸相交

由 解得：

水平位移

根據(jù)幾何關(guān)系得：

故與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】將完全相同的、質(zhì)量均為 4kg 的木塊 A 和 B 疊放在水平桌面上，各接觸面動摩擦因數(shù)相同均 為μ=0.2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力（g 取 10N/kg）

（1）若在 14N 的水平拉力 F1 作用下，求地面對 B 的摩擦力 f2 多大？B 對 A 的摩擦 力 f1 多大？

（2）若將 A、B 緊靠著放在水平桌面上，用水平推力 F2 推 A 使他們一起勻速運(yùn)動，則 F2 多大？這時，A對 B 的彈力有多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】無限長通電直導(dǎo)線在周圍某一點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與電流成正比，與導(dǎo)線到這一點(diǎn)的距離成反比，即B=（式中k為常數(shù)）．如圖所示，兩根相距L的無限長直導(dǎo)線分別通有電流I和3I．在兩根導(dǎo)線的連線上有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)為兩根直導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，b點(diǎn)距電流為I的導(dǎo)線的距離為L．下列說法正確的是（ ）

A. a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同

B. a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反

C. a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比為8：1

D. a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比為16：1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“研究勻變速直線運(yùn)動”的實驗中，某同學(xué)選出了一條清晰的紙帶，并取其中的A、B、C、D、E、F七個點(diǎn)進(jìn)行研究，這七個點(diǎn)和刻度尺標(biāo)度的對照情況如圖所示．

（1）由圖可以知道，A、B兩點(diǎn)的時間間隔是_____s，A點(diǎn)到D點(diǎn)的距離是_____cm，D點(diǎn)到G點(diǎn)的距離是_____cm；

（2）通過測量不難發(fā)現(xiàn)，（SBC﹣SAB）與（SCD﹣SBC）、與（SDE﹣SCD）、…基本相等．這表明，在實驗誤差允許的范圍之內(nèi)，拖動紙帶的小車做的是_____運(yùn)動；

（3）經(jīng)過合理的數(shù)據(jù)處理后，可以求得加速度的a=_____m/s2；

（4）還可以求出，打B點(diǎn)時小車的瞬時速度vB=____ m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是兩個等量異種點(diǎn)電荷，周圍有1、2、3、4、5、6各點(diǎn)，其中1、2之間距 離與2、3之間距離相等，2、5之間距離與2、6之間距離相等．兩條虛線互相垂 直且平分，那么關(guān)于各點(diǎn)電場強(qiáng)度和電勢的敘述不正確的是(　　)

A. 1、3兩點(diǎn)電勢相同

B. 5、6兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同

C. 4、5兩點(diǎn)電勢相同

D. 1、3兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】帶電荷量為q=+5.0×10-8C的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時，克服電場力做功3.0×10—6J．已知B點(diǎn)的電勢為UB=20V．求：(1)A、B間的電勢差；(2)A點(diǎn)的電勢；

(3)q從A到B的電勢能變化；

(4)將q/=-5.0x10—8C的點(diǎn)電荷放在A點(diǎn)時它的電勢能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】隨著機(jī)動車數(shù)量的增加，交通安全問題日益凸顯，分析交通違法事例，將警示我們遵守交通法規(guī)，珍惜生命．如圖所示為某型號車緊急制動至停住時（假設(shè)做勻減速直線運(yùn)動）的圖象（為貨車的速度，x為制動距離），其中圖線1為滿載時符合安全要求的 制動圖象，圖線2為嚴(yán)重超載時的制動圖象。由圖可知，在初速度相同時，同一輛車在嚴(yán)重超載制動距離更長，某路段限速 72 km/h，是根據(jù)該型號貨車—時安全制動時間和制動距離 確定的，現(xiàn)有一輛該型號的貨重超載并以54 km/h的速度行駛．通過計算求解：

（1）若駕駛員從發(fā)現(xiàn)險情到采取緊急制動措施的反應(yīng)時間為1 s （這段時間內(nèi)汽車勻速），則該型號貨車滿載時以72 km/h 速度正常行駛時與前方靜止障礙物的距離至少應(yīng)為多遠(yuǎn)。

（2）駕駛員緊急制動時，該型號嚴(yán)重超載的貨車制動時間和制動距離是否符合安全要求

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是( )

A. 勻速圓周運(yùn)動是線速度不變的運(yùn)動

B. 勻速圓周運(yùn)動是加速度不變的運(yùn)動

C. 平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動

D. 平拋運(yùn)動的初速度越大，下落時間就越長

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“測定勻變速直線運(yùn)動的加速度”的實驗中，用打點(diǎn)計時器記錄紙帶運(yùn)動的時間。計時器所用電源的頻率為50Hz，則打點(diǎn)周期為__________s.圖為一次實驗得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點(diǎn)間都有四個點(diǎn)未畫出，按時間順序取0、1、2、3、4、5、6七個計數(shù)點(diǎn)，用米尺量出1、2、3、4、5、6點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如圖所示（單位：cm）。

由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點(diǎn)4所代表時刻的瞬時速度大小v4＝______m／s，小車的加速度大小a＝______m／s2。(保留三位小數(shù)）

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