(12分)如圖所示，坐標平面第Ⅰ象限內(nèi)存在大小為E＝4×105 N/C、方向水平向左的勻強電場，在第Ⅱ象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場．質(zhì)荷比為＝4×10－10 kg/C的帶正電粒子從x軸上的A點以初速度v0＝2×107 m/s垂直x軸射入電場，OA＝0.2 m，不計重力．求：
(1)粒子經(jīng)過y軸時的位置到原點O的距離；
(2)若要求粒子不能進入第三象限，求磁感應強度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進入電場后的運動情況．)

（1）0.4 m  （2）B≥(2＋2)×10－2 T

解析試題分析：(1)設(shè)粒子在電場中運動的時間為t，粒子經(jīng)過y軸時的位置與原點O的距離為y，
則：sOA＝at2                     (1分)
a＝                     (1分)
E＝                   (1分)
y＝v0t                    (2分)
聯(lián)立解得a＝1.0×1015 m/s2　t＝2.0×10－8 s　y＝0.4 m    （1分）
(2)粒子經(jīng)過y軸時在電場方向的分速度為：vx＝at＝2×107 m/s
粒子經(jīng)過y軸時的速度大小為：v＝＝2×107 m/s       (1分)
與y軸正方向的夾角為θ，θ＝arctan ＝45°(1分)
要使粒子不進入第三象限，如圖所示，此時粒子做勻速圓周運動的軌道半徑為R，則：

R＋R≤y            (2分)
qvB＝m              (1分)
聯(lián)立解得B≥(2＋2)×10－2 T.       （1分）
考點：本題考查帶電粒子在復合場中的運動

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

在穩(wěn)定軌道上的空間站中，物體處于完全失重狀態(tài)．有如圖所示的裝置，半徑分別為r和R（R>r）的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相通，宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過粗糙的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，那么下列說法正確的是：

A．小球在CD間由于摩擦力而做減速運動
B．小球經(jīng)過甲軌道最高點時比經(jīng)過乙軌道最高點時速度大
C．如果減少小球的初速度，小球有可能不能到達乙軌道的最高點
D．小球經(jīng)過甲軌道最高點時對軌道的壓力大于經(jīng)過乙軌道最高點時對軌道的壓力

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖甲所示，空間存在B=0.5T，方向豎直向下的勻強磁場，MN、PQ是水平放置的平行長直導軌，其間距L=0.2m，R是連在導軌一端的電阻，ab是跨接在導軌上質(zhì)量m=0.1kg的導體棒。從零時刻開始，對ab施加一個大小為F=0.45N，方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開始沿導軌滑動，滑動過程中棒始終保持與導軌垂直且良好接觸，圖乙是棒的v-t圖像，其中AO是圖像在O點的切線，AB是圖像的漸近線。除R以外，其余部分的電阻均不計。設(shè)滑動摩擦力等于最大靜摩擦力。已知當棒的位移為100m時，其速度達到了最大速度10m/s。求：

（1）R的阻值；
（2）棒ab在題述運動過程中克服摩擦力做的功；
（3）在題述過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ間距為l＝0.5 m，其電阻不計，兩導軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角．完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m＝0.02 kg，電阻均為R＝0.1 Ω，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度B＝0.2 T，棒ab在平行于導軌向上的力F作用下，沿導軌向上勻速運動，而棒cd恰好能夠保持靜止．取g＝10 m/s2，問：

(1)通過棒cd的電流I是多少，方向如何？
(2)棒ab受到的力F多大？
(3)棒cd每產(chǎn)生Q＝0.1 J的熱量，力F做的功W是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖甲所示，放置在水平桌面上的兩條光滑導軌間的距離L=1m，質(zhì)量m=1kg的光滑導體棒放在導軌上，導軌左端與阻值R=4Ω的電阻相連，導體棒及導軌的電阻不計，所在位置有磁感應強度為B=2T的勻強磁場，磁場的方向垂直導軌平面向下。現(xiàn)在給導體棒施加一個水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s測量一次導體棒的速度，乙圖是根據(jù)所測數(shù)據(jù)描繪出導體棒的v-t圖象。設(shè)導軌足夠長，求：

（1）力F的大��；
（2）t =1.2s時，導體棒的加速度；
（3）估算1.6s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，在直角坐標系xOy平面的第Ⅱ象限內(nèi)有半徑為R的圓O1分別與x軸、y軸相切于C（-R，0）、D（0，R） 兩點，圓O1內(nèi)存在垂直于xOy平面向外的勻強磁場，磁感應強度為B．與y軸負方向平行的勻強電場左邊界與y軸重合，右邊界交x軸于G點，一帶正電的粒子A（重力不計）電荷量為q、質(zhì)量為m，以某一速率垂直于x軸從C點射入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)恰好從D點進入電場，最后從G點以與x軸正向夾角為45°的方向射出電場．求：

（1）OG之間的距離；
（2）該勻強電場的電場強度E；
（3）若另有一個與A的質(zhì)量和電荷量相同、速率也相同的粒子A′，從C點沿與x軸負方向成30°角的方向射入磁場，則粒子A′再次回到x軸上某點時，該點的坐標值為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（19分）如圖所示，s為一電子發(fā)射槍，可以連續(xù)發(fā)射電子束，發(fā)射出來的電子初速度可視為0，電子經(jīng)過平行板A、B之間的加速電場加速后，從o點沿x軸正方向進入xoy平面內(nèi)，在第一象限內(nèi)沿x、y軸各放一塊平面熒光屏，兩屏的交點為o，已知在y>0、0<x<a的范圍內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場，在y>0、x>a的區(qū)域有垂直紙面向里的勻強磁場，大小均為B。已知給平行板AB提供直流電壓的電源E可以給平行板AB提供0~U之間的各類數(shù)值的電壓，現(xiàn)調(diào)節(jié)電源E的輸出電壓，從0調(diào)到最大值的過程中發(fā)現(xiàn)當AB間的電壓為U時，x軸上開始出現(xiàn)熒光。（不計電子的重力）試求：

（1）當電源輸出電壓調(diào)至U和U時，進入磁場的電子運動半徑之比r1：r2
（2）兩熒光屏上的發(fā)光亮線的范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如右圖所示，PQ是兩塊平行金屬板，上極板接電源正極，兩極板之間的電壓為U=1．2×104V，一帶負電的粒子通過P極板的小孔以速度v0=2．0×104m/s垂直金屬板飛入，通過Q極板上的小孔后，垂直AC邊經(jīng)中點O進入邊界為等腰直角三角形的勻強磁場中，磁感應強度為B=1．0T，邊界AC的長度為L=1．6m，粒子比荷=5×104C/kg，不計粒子的重力。求：

（1）粒子進入磁場時的速度大小；
（2）粒子經(jīng)過磁場邊界上的位置到B點的距離以及在磁場中的運動時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖所示，在直角坐標系內(nèi)，有一質(zhì)量為,電荷量為的粒子A從原點O沿y 軸正方向以初速度射出，粒子重力忽略不計，現(xiàn)要求該粒子能通過點P(a, -b),可通過在粒子運動的空間范圍內(nèi)加適當?shù)摹皥觥睂崿F(xiàn)。

(1) 若只在整個I、II象限內(nèi)加垂直紙面向外的勻強磁場，使粒子A在磁場中作勻速圓周運動，并能到達P點，求磁感應強度B的大��；
(2) 若只在x軸上某點固定一帶負電的點電荷Q, 使粒子A在Q產(chǎn)生的電場中作勻速圓周運動，并能到達P點，求點電荷Q的電量大��；
(3) 若在整個I、II象限內(nèi)加垂直紙面向外的勻強磁場，并在第IV象限內(nèi)加平行于x軸，沿x軸正方向的勻強電場，也能使粒子A運動到達P點。如果此過程中粒子A在電、磁場中運動的時間相等，求磁感應強度B的大小和電場強度E的大小

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