（18分）如圖所示，相距為d、板間電壓為U的平行金屬板M、N間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在POy區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；POx區(qū)域?yàn)闊o(wú)場(chǎng)區(qū)．一正離子沿平行于金屬板、垂直磁場(chǎng)射入兩板間并做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從H（0，a）點(diǎn)垂直y軸進(jìn)入第Ⅰ象限．
（1）求離子在平行金屬板間的運(yùn)動(dòng)速度；
（2）若離子經(jīng)OP上某點(diǎn)離開磁場(chǎng)，最后垂直x軸離開第Ⅰ象限，求離子在第Ⅰ象限磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；
（3）要使離子一定能打在x軸上，則離子的荷質(zhì)比應(yīng)滿足什么條件？

（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）粒子在平行板內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有，又，
解得離子在平行板內(nèi)的速度為：
（2）如圖為離子在第一象限內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，由幾何關(guān)系可得，軌跡半徑為
軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為 ；運(yùn)動(dòng)的周期為：
運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：

（3）要使粒子一定能打到x軸上，離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最小半徑為r2，由幾何關(guān)系
解得：；
由 可得：，
即

考點(diǎn)：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

如圖所示，用絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)導(dǎo)線框，導(dǎo)線框是由兩同心半圓弧導(dǎo)線和直導(dǎo)線ab、cd（ab、cd在同一條水平直線上）連接而成的閉合回路，導(dǎo)線框中通有圖示方向的電流，處于靜止?fàn)顟B(tài)。在半圓弧導(dǎo)線的圓心處沿垂直于導(dǎo)線框平面的方向放置一根長(zhǎng)直導(dǎo)線P．當(dāng)P中通以方向向外的電流時(shí)

A．導(dǎo)線框?qū)⑾蜃髷[動(dòng)
B．導(dǎo)線框?qū)⑾蛴覕[動(dòng)
C．從上往下看，導(dǎo)線框?qū)㈨槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
D．從上往下看，導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

如右圖所示，沒有磁場(chǎng)時(shí)，顯像管內(nèi)電子束打在熒光屏正中的O點(diǎn)，加磁場(chǎng)后電子束打在熒光屏O點(diǎn)上方的P點(diǎn)，則所加磁場(chǎng)的方向可能是(　　)

A．垂直于紙面向內(nèi)　　　　B．垂直于紙面向外
C．平行于紙面向上D．平行于紙面向下

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

如圖所示是測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的一種裝置。把一個(gè)很小的測(cè)量線圈放在待測(cè)處，將線圈跟沖擊電流計(jì)G串聯(lián)(沖擊電流計(jì)是一種測(cè)量電量的儀器)。當(dāng)用反向開關(guān)S使螺線管里的電流反向時(shí)，測(cè)量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而有電流流過(guò)G。已知測(cè)量小線圈有2000圈，它的直徑為2.5cm，整個(gè)串聯(lián)回路的電阻是10OOΩ，在S反向時(shí)測(cè)得△Q=2.5×10-7C。在電流反向過(guò)程中，穿過(guò)小線圈的磁通量的變化量為_________ Wb，被測(cè)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為_______ T。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

水平放置的平行金屬導(dǎo)軌相距為d，導(dǎo)軌一端與電源相連，垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖所示．長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab靜止在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌成600角，此時(shí)，通過(guò)金屬棒的電流為I，則金屬棒所受的安培力大小為______.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（19）許多儀器中可利用磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡．在如圖所示的真空環(huán)境中，有一半徑r＝0.05m的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其右側(cè)相距d＝0.05m處有一足夠大的豎直屏．從S處不斷有比荷＝1×108C/kg的帶正電粒子以速度v＝2×106m/s沿SQ方向射出，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后打在屏上．不計(jì)粒子重力．求：
 
(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑；
(2)繞通過(guò)P點(diǎn)(P點(diǎn)為SQ與磁場(chǎng)邊界圓的交點(diǎn))垂直紙面的軸，將該圓形磁場(chǎng)區(qū)域逆時(shí)針緩慢移動(dòng)90°的過(guò)程中，粒子在屏上能打到的范圍．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示豎直平面內(nèi)，存在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，電場(chǎng)方向豎直向下，另有一個(gè)質(zhì)量為m帶電量為q（q>0）的小球，設(shè)B、E、q、m、θ和g（考慮重力）為已知量。

（1）若小球射入此復(fù)合場(chǎng)恰做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求速度v1大小和方向。
（2）若直角坐標(biāo)系第一象限固定放置一個(gè)光滑的絕緣斜面，其傾角為θ，設(shè)斜面足夠長(zhǎng)，從斜面的最高點(diǎn)A由靜止釋放小球，求小球滑離斜面時(shí)的速度v大小以及在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
（3）在（2）基礎(chǔ)上，重新調(diào)整小球釋放位置，使小球到達(dá)斜面底端O恰好對(duì)斜面的壓力為零，小球離開斜面后的運(yùn)動(dòng)是比較復(fù)雜的擺線運(yùn)動(dòng)，可以看作一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的疊加，求小球離開斜面后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度的最大值及所在位置的坐標(biāo)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（22分）如圖所示，豎直面內(nèi)有一倒立等邊三角形OMN區(qū)域，連長(zhǎng)為L(zhǎng)，MN邊是水平的。在該區(qū)域有一垂直紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在同一豎直面內(nèi)有一束質(zhì)量為m、電荷量為q、速度大小不同的帶正電粒子從N點(diǎn)沿NM方向射入該磁場(chǎng)區(qū)域（可認(rèn)為能發(fā)生偏轉(zhuǎn)）。過(guò)O點(diǎn)作與MN邊平行的直線作為X坐標(biāo)軸，且O點(diǎn)為X坐標(biāo)軸的原點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用力，試求：

（1）射到X坐標(biāo)軸上的O點(diǎn)的粒子速度大��；
（2）垂直O(jiān)M邊射出的粒子與X坐標(biāo)軸的交點(diǎn)位置；
（3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和速度的關(guān)系。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（15分）如圖甲所示，圓形導(dǎo)線框中磁場(chǎng)B1的大小隨時(shí)間周期性變化，使平行金屬板M、N間獲得如圖乙的周期性變化的電壓。M、N中心的小孔P、Q的連線與金屬板垂直，N板右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2）的區(qū)域足夠大。絕緣檔板C垂直N板放置，距小孔Q點(diǎn)的距離為h。現(xiàn)使置于P處的粒子源持續(xù)不斷地沿PQ方向釋放出質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子（其重力、初速度、相互間作用力忽略不計(jì)）。

（1）在0～時(shí)間內(nèi)，B1大小按的規(guī)律增大，此時(shí)M板電勢(shì)比N板高，請(qǐng)判斷此時(shí)B1的方向。試求，圓形導(dǎo)線框的面積S多大才能使M、N間電壓大小為U？
（2）若其中某一帶電粒子從Q孔射入磁場(chǎng)B2后打到C板上，測(cè)得其落點(diǎn)距N板距離為2h，則該粒子從Q孔射入磁場(chǎng)B2時(shí)的速度多大？
（3）若M、N兩板間距d滿足以下關(guān)系式：，則在什么時(shí)刻由P處釋放的粒子恰能到達(dá)Q孔但不會(huì)從Q孔射入磁場(chǎng)？結(jié)果用周期T的函數(shù)表示。

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