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如圖所示，在光滑絕緣的水平面內，對角線AC將邊長為L的正方形分成ABC和ADC兩個區(qū)域，ABC區(qū)域有垂直于水平面的勻強磁場，ADC區(qū)域有平行于DC并由C指向D的勻強電場．質量為m、帶電量為+q的粒子從A點沿AB方向以v的速度射入磁場區(qū)域，從對角線AC的中點O進入電場區(qū)域．

（1）判斷磁場的方向并求出磁感應強度B的大�。�
（2）討論電場強度E在不同取值時，帶電粒子在電場中運動的時間t．

（1），方向垂直紙面向里  （2）（i）當時，，（ii）當時，

解析試題分析：（1）根據左手定則，可以判斷磁場方向垂直紙面向里。
設帶電粒子在磁場中運動的半徑為r，有：
依題意，    聯立，解得：
（2）粒子進入電場的速度沿豎直方向，在電場中做類平拋運動，豎直方向勻速直線運動，水平方向勻加速直線運動
設帶電粒子恰好從D點離開電場時對應的電場強度為E0，則有豎直方向：
水平方向    得：
討論：（i）當時，粒子從DC邊離開電場，此時粒子在電場中運動的時間為
（ii）當時，粒子從AD邊離開電場，此時粒子在電場中運動的時間為t2，有：
    得：
考點：帶電粒子在電場磁場中的運動

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（8分）質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖所示．離子源S產生的各種不同正離子束(速度可看作為零)，經加速電場(加速電場極板間的距離為d、電勢差為U)加速，然后垂直進入磁感應強度為B的有界勻強磁場中做勻速圓周運動，最后到達記錄它的照相底片P上．設離子在P上的位置與入口處S1之間的距離為x。

(1)求該離子的荷質比．
(2)若離子源產生的是帶電量為q、質量為m1和m2的同位素離子(m1>m2)，它們分別到達照相底片上的P1、P2位置(圖中末畫出)，求P1、P2間的距離△x。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，MN與PQ是兩條水平放置彼此平行的光滑金屬導軌，導軌間距為l=0.5m。質量m=1kg，電阻r=0.5Ω的金屬桿ab垂直跨接在導軌上，勻強磁場的磁感線垂直紙面向里，磁感應強度的大小為B=2T，導軌左端接阻值R=2Ω的電阻，導軌電阻不計。ab桿受水平恒力F的作用后由靜止開始向右做變加速運動，后做勻速運動。勻速時ab桿的速度為v=2m/s，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）勻速時ab桿受到的水平恒力F的大��；
（2）速度等于1m/s時金屬桿的加速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

小明在研究性學習中設計了一種可測量磁感應強度的實驗，其裝置如圖所示．在該實驗中，磁鐵固定在水平放置的電子測力計上，此時電子測力計的讀數為G1，磁鐵兩極之間的磁場可視為水平勻強磁場，其余區(qū)域磁場不計．直銅條AB的兩端通過導線與一電阻連接成閉合回路，總阻值為R.若讓銅條水平且垂直于磁場，以恒定的速率v在磁場中豎直向下運動，這時電子測力計的讀數為G2，銅條在磁場中的長度為L.

(1)判斷銅條所受安培力的方向，并說明G1和G2哪個大；
(2)求銅條勻速運動時所受安培力的大小和磁感應強度的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（9分）如圖所示，勻強磁場寬L=30cm，B=3.34×10-3 T，方向垂直紙面向里，設一質子以v0=1.6×105 m/s的速度垂直于磁場B的方向從小孔C射入磁場，然后打到照相底片上的A點，質子的質量為1.67×10-27 kg；質子的電量為1.6×10-19 C．求：

（1）質子在磁場中運動的軌道半徑r；
（2）A點距入射線方向上的O點的距離H；
（3）質子從C孔射入到A點所需的時間t．（，結果保留1位有效數字）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分)如圖（a）所示，垂直于紙面向里的有界勻強磁場，MN是磁場的上邊界，磁場寬度足夠大，磁感應強度B0=1×10-4T．現有一比荷為=2×1011C/kg的正離子以某一速度從P點水平向右射入磁場，已知P點到邊界MN的垂直距離d=20cm，不計離子的重力，試求：

（1）若離子以速度v1=3×106m/s水平射入磁場，求該離子從MN邊界射出時的位置到P點的水平距離s；
（2）若要使離子不從MN邊界射出磁場，求離子從P點水平射入的最大速度vm；
（3）若離子射入的速度滿足第（2）問的條件，離子從P點射入時，再在該磁場區(qū)域加一個如圖（b）所示的變化磁場（正方向與B0方向相同，不考慮磁場變化所產生的電場），求該離子從P點射入到第一次回到P點所經歷的時間t．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）在平面直角坐標系的第一象限內存在一有界勻強磁場，該磁場的磁感應強度大小為B＝0．1T，方向垂直于xOy平面向里，在坐標原點O處有一正離子放射源，放射出的正離子的比荷都為＝1×106C／kg，且速度方向與磁場方向垂直。若各離子間的相互作用和離子的重力都可以忽略不計。
（1）如圖甲所示，若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁場，∠OAC＝30°，AO邊的長度l＝0．3m，正離子從O點沿x軸正方向以某一速度射入，要使離子恰好能從AC邊射出，求離子的速度大小及離子在磁場中運動的時間。
（2）如圖乙所示，若第一象限存在一未知位置的有界勻強磁場，正離子放射源放射出不同速度的離子，所有正離子入射磁場的方向均沿x軸正方向，且最大速度vm＝4．0×10 4m／s，為保證所有離子離開磁場的時候，速度方向都沿y軸正方向，試求磁場的最小面積，并在圖乙中畫出它的形狀。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，一電子（電荷量數值為e，質量為m）以速度垂直射入寬度為d的勻強磁場中，磁場上、下方向范圍無限大，穿出磁場時的速度方向與電子原來入射時的速度方向間的夾角是30°，則勻強磁場的磁感應強度為多大？穿過磁場的時間是多長？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（13分）在一廣闊的勻強磁場中，建立一直角坐標系，如圖所示，在坐標系的原點O釋放一速率為v，質量為m電荷量為十q的粒子（重力不計），釋放時速度方向垂直于B的方向，且與x軸成30°角，

則(1)其第一次經過y軸時，軌跡與y軸交點離O點距離為多少？（不考慮空氣阻力）
（2粒子從O點開始運動到穿過y軸時所用的時間
（3粒子做圓周運動圓心的坐標

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