（14分）如圖，從陰極K發(fā)射的熱電子，重力和初速均不計，通過加速電場后，沿圖示虛線垂直射入勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁場區(qū)域足夠長，寬度為L＝2.5cm。已知加速電壓為U＝182V，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝9.1×10-4T，電子的電量，電子質(zhì)量。求：

（1）電子在磁場中的運(yùn)動半徑R
（2）電子在磁場中運(yùn)動的時間t(結(jié)果保留)
（3）若加速電壓大小可以改變，其他條件不變，為使電子在磁場中的運(yùn)動時間最長，加速電壓U應(yīng)滿足什么條件？

（1）0.05m  （2）         （3）

解析試題分析：（1）加速電場有動能定理得：         （1分）
解得      （1分）
電子在磁場做圓周運(yùn)動，有牛頓第二定律     （1分）
解得          （1分）
（2）磁場中運(yùn)動的周期     （1分）
由幾何關(guān)系      則   （1分）
          （2分）

（3）電子在磁場中的運(yùn)動時間最長時，圓心角為  （1分）
當(dāng)運(yùn)動軌跡與磁場右界相切時，      （1分）
依題意
         （2分）
所以          （2分）
考點(diǎn)：本題考查帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動，意在考查學(xué)生的綜合分析能力。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

兩根相距為L的足夠長的金屬彎角光滑導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊與水平面的夾角為37°，質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，導(dǎo)軌的電阻不計，回路總電阻為2R，整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動時，cd桿恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g，以下說法正確的是

A．a(chǎn)b桿所受拉力F的大小為mgtan37°
B．回路中電流為
C．回路中電流的總功率為mgv sin37°
D．m與v大小的關(guān)系為m＝

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在x＜0的區(qū)域內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，在第一象限傾斜直線OM的下方和第四象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。一帶電粒子自電場中的P點(diǎn)沿x軸正方向射出，恰好經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后垂直于y軸從N點(diǎn)回到電場區(qū)域，并恰能返回P點(diǎn)。已知P點(diǎn)坐標(biāo)為，帶電粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，初速度為v0，不計粒子重力。求：

（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小；
（2）N點(diǎn)的坐標(biāo)；
（3）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

在如圖所示，x軸上方有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里，大小為B，x軸下方有一勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小為E，方向與y軸的夾角θ為45o且斜向上方�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m電量為q的正離子，以速度v0由y軸上的A點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場，該離子在磁場中運(yùn)動一段時間后從x軸上的C點(diǎn)進(jìn)入電場區(qū)域，該離子經(jīng)C點(diǎn)時的速度方向與x軸夾角為45o。 不計離子的重力，設(shè)磁場區(qū)域和電場區(qū)域足夠大。 求：

（1）C點(diǎn)的坐標(biāo)；
（2）離子從A點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越x軸時的運(yùn)動時間；
（3）離子第四次穿越x軸時速度的大小及速度方向與電場方向的夾角.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(12分)如圖甲所示，相隔一定距離的豎直邊界兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁場方向垂直紙面向里，在邊界上固定兩長為L的平行金屬極板MN和PQ，兩極板中心各有一小孔S1、S2，兩極板間電壓的變化規(guī)律如圖乙所示，電壓的大小為U0，周期為T0。在t=0時刻將一個質(zhì)量為m、電荷量為－q(q>0)的粒子由S1靜止釋放，粒子在電場力的作用下向右運(yùn)動，在t=時刻通過S2垂直于邊界進(jìn)入右側(cè)磁場區(qū)。(不計粒子重力，不考慮極板外的電場)

(1)求粒子到達(dá)S2時的速度大小v
(2)為使粒子不與極板相撞，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)滿足的條件；
(3)若已保證了粒子未與極板相撞，為使粒子在t=T0時刻再次到達(dá)S1，而再次進(jìn)入電場被加速，求該過程中粒子在磁場內(nèi)運(yùn)動的時間和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，兩板間電壓可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值。靜止的帶電粒子帶電量為+q，質(zhì)量為m（不計重力），從點(diǎn)P經(jīng)電場加速后，從小孔 Q進(jìn)入N板右側(cè)的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外，CD為磁場邊界上的一絕緣板，它與N板的夾角為a=45°，孔Q到板的下端C的距離為L。當(dāng)M、N兩板間電壓取最大值時，粒子恰垂直打在CD板上。求

（1）兩板間電壓的最大值Um；
（2）CD板上可能被粒子打中的區(qū)域的長度
（3）粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間tm。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示，在坐標(biāo)系xoy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于xoy面向里；第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子自y軸的P點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限，經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限，隨即撤去電場，以后僅保留磁場。已知OP=d，OQ=2d，不計粒子重力。

（1）求粒子過Q點(diǎn)時速度的大小和方向。
（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為一定值B0，粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限，求B0；
（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為另一確定值，經(jīng)過一段時間后粒子將再次經(jīng)過Q點(diǎn)，且速度與第一次過Q點(diǎn)時相同，求該粒子相鄰兩次經(jīng)過Q點(diǎn)所用的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖的環(huán)狀軌道處于豎直面內(nèi)，它由半徑分別為R和2R的兩個半圓軌道、半徑為R的兩個四分之一圓軌道和兩根長度分別為2R和4R的直軌道平滑連接而成。以水平線MN和PQ為界，空間分為三個區(qū)域，區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅲ內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平向里的勻強(qiáng)磁場，區(qū)域Ⅰ和Ⅱ內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)電場，電場場強(qiáng)大小為。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小環(huán)穿在軌道內(nèi)，它與兩根直軌道間的動摩擦因數(shù)為μ（0<μ<1），而軌道的圓弧形部分均光滑。將小環(huán)在較長的直軌道CD下端的C點(diǎn)無初速釋放（不考慮電場和磁場的邊界效應(yīng)，重力加速度為g），求：

（1）小環(huán)在第一次通過軌道最高點(diǎn)A時的速度vA的大��；
（2）小環(huán)在第一次通過軌道最高點(diǎn)A時受到軌道的壓力FN的大�。�
（3）若從C點(diǎn)釋放小環(huán)的同時，在區(qū)域Ⅱ再另加一垂直于軌道平面向里的水平勻強(qiáng)電場，其場強(qiáng)大小為，則小環(huán)在兩根直軌道上通過的總路程多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（20分）如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q、重力不計的微粒，從傾斜放置的平行電容器I的A板處由靜止釋放，A、B間電壓為U1。微粒經(jīng)加速后，從D板左邊緣進(jìn)入一水平放置的平行板電容器II，由C板右邊緣且平行于極板方向射出，已知電容器II的板長為板間距離的2倍。電容器右側(cè)豎直面MN與PQ之間的足夠大空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），MN與PQ之間的距離為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在微粒的運(yùn)動路徑上有一厚度不計的窄塑料板（垂直紙面方向的寬度很小），斜放在MN與PQ之間，=45°。求：

（1）微粒從電容器I加速后的速度大��；
（2）電容器IICD間的電壓；
（3）假設(shè)粒子與塑料板碰撞后，電量和速度大小不變、方向變化遵循光的反射定律，碰撞時間極短忽略不計，微粒在MN與PQ之間運(yùn)動的時間和路程。

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同步練習(xí)冊答案