在xOy平面內(nèi)，x＞0的區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T；x＜0的區(qū)域存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=4.0×10-9kg，帶電荷量為q=2.0×10-7C的正粒子從x軸正方向上的M點(diǎn)以速度v0=20m/s進(jìn)入磁場(chǎng)，如圖所示，v0與x軸正方向的夾角θ=45°，M點(diǎn)與O點(diǎn)相距為l=
2
m．已知粒子能以沿著y軸負(fù)方向的速度垂直穿過x軸負(fù)半軸上的N點(diǎn)，不計(jì)粒子重力．求：（1）粒子穿過y軸正半軸的位置以及此時(shí)速度與y軸負(fù)方向的夾角；
（2）x＜0區(qū)域電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)；
（3）試問粒子能否經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O？若不能，請(qǐng)說明原因；若能，請(qǐng)求出粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間．
（1）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由洛倫茲力提供向心力
Bqv0=m
v20
R

得：R=1m
過M點(diǎn)做初速度v0的垂線交y軸正方向于P點(diǎn)，則
PM=
l
cos45°

得：PM=2 m=2R
由幾何關(guān)系得PM為軌跡圓的直徑，P點(diǎn)即為粒子穿過y軸正半軸的位置
OP=PMsin45°=
2
m
由圓的對(duì)稱性得粒子經(jīng)過此處時(shí)的速度與y軸負(fù)方向的夾角為θ=45°．
（2）設(shè)粒子由P點(diǎn)到N點(diǎn)歷時(shí)t1，則：
x軸方向：v0sin45°-
Eqt1
m
=0
y軸方向：v0t1cos45°=OP
聯(lián)立求解，代入數(shù)據(jù)得：t1=0.1s，
E=2
2
v/m（2分）
（3）粒子能到達(dá)O點(diǎn)
粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期為：T=
2πm
Bq

從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)經(jīng)過的軌跡如圖
經(jīng)歷的時(shí)間為：t=
T
2
+
3
4
T+2t1
代入數(shù)據(jù)得：t=（
π
8
+0.2）s≈0.59s
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題


（1）若金屬棒有向右的初速度v0，為使金屬棒保持v0一直向右穿過各磁場(chǎng)，需對(duì)金屬棒施加一個(gè)水平向右的拉力，求金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)前拉力F1的大小和進(jìn)入磁場(chǎng)后拉力F2 的大小；
（2）在（1）的情況下，求金屬棒從OO′開始運(yùn)動(dòng)到剛離開第n 段磁場(chǎng)過程中，拉力所做的功；
（3）若金屬棒初速度為零，現(xiàn)對(duì)棒施以水平向右的恒定拉力F，使棒穿過各段磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)顯示出的電壓隨時(shí)間做周期性變化，如圖所示．從金屬棒進(jìn)入第一段磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)，求整個(gè)過程中導(dǎo)軌左端電阻上產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一帶電粒子以水平初速度v0(v0＜)先后進(jìn)入方向互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，已知電場(chǎng)方向豎直向下，兩個(gè)區(qū)域的寬度相同且緊鄰在一起.在帶電粒子穿過電場(chǎng)和磁場(chǎng)的過程中（其所受重力忽略不計(jì)），電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)粒子所做的總功為W1；若把電場(chǎng)和磁場(chǎng)正交重疊，如圖乙所示，粒子仍以初速度v0穿過重疊場(chǎng)區(qū)，在帶電粒子穿過電場(chǎng)和磁場(chǎng)的過程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)粒子所做的總功為W2.比較W1和W2，有（   ）
A．一定是W1＞W(wǎng)2
B．一定是W1=W2
C．一定是W1＜W2
D．可能是W1＜W2,也可能是W1＞W(wǎng)2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

. 如圖,在寬度分別為和的兩個(gè)毗鄰的條形區(qū)域分別有勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，電場(chǎng)方向與電、磁場(chǎng)分界線平行向右。一帶正電荷的粒子以速率v從磁場(chǎng)區(qū)域上邊界的P點(diǎn)斜射入磁場(chǎng)，然后以垂直于電、磁場(chǎng)分界線的方向進(jìn)入電場(chǎng)，最后從電場(chǎng)邊界上的Q點(diǎn)射出。已知PQ垂直于電場(chǎng)方向，粒子軌跡與電、磁場(chǎng)分界線的交點(diǎn)到PQ的距離為d。不計(jì)重力,求電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比及粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子從兩平行金屬板的正中間沿與勻強(qiáng)電場(chǎng)相垂直的方向射入，如圖所示，不計(jì)重力，當(dāng)粒子的入射速度為υ0時(shí)，它恰好能穿過這電場(chǎng)而不會(huì)碰到金屬板．現(xiàn)欲使入射速度為
υ0
2
的此帶電粒子也恰好能穿過這電場(chǎng)而不碰到金屬板，則在其他量不變的情況下，必須（　　）
A．使粒子的帶電荷量減小為原來的
1
2
B．使兩板間的電壓減小為原來的
1
4
C．使兩板間的距離增大為原來的2倍
D．使兩板間的距離增大為原來的4倍

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，一對(duì)平行正對(duì)的金屬板A、B，間距為d=0.1m，且極板足夠長(zhǎng)，極板間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，連接在如圖所示的電路中，其中電阻R1=lΩ，R2=3Ω，電容器的電容C=20μF，電流表為理想電表．現(xiàn)在從圖中O1點(diǎn)以v0=1.0×l03 m/s的速度平行于極板A、B射入一束等離子體（含有大量的正離子相負(fù)離子，且不計(jì)重力），A、B構(gòu)成一個(gè)磁流體發(fā)電機(jī)，當(dāng)電路穩(wěn)定后，電流表示數(shù)I=2A，則（　　）
A．該磁流體發(fā)電機(jī)極板A帶正電，B帶負(fù)電
B．該磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為10V
C．電容器C、電阻R2兩端的電壓均為10V
D．電容器帶電量為1.2×10-4C

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，光滑絕緣軌道ABP豎直放置，其軌道末端切線水平，在其右側(cè)有一正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)豎直向上，磁場(chǎng)垂直紙面向里．一帶電小球從軌道上的A點(diǎn)靜止滑下，經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后，恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)．則
（1）小球做沿水平方向做______直線運(yùn)動(dòng)（選選填“勻速”，“勻變速”或“變加速”）．
（2）小球帶______電（選填“正”或“負(fù)”）；
（3）若小球從B點(diǎn)由靜止滑下，進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后將立即向______偏（選填“上”或“下”）．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，足夠長(zhǎng)的絕緣粗糙棒傾斜放置，棒上套有電量為q不會(huì)漏電的帶正電小球，質(zhì)量為m．現(xiàn)將此棒放入沿水平方向且相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小球由靜止開始下滑的過程中（　�。�
A．小球加速度逐漸減少直到為零
B．小球速度一直增大，直到最后勻速
C．小球受到摩擦力一直減少，直到速度最大時(shí)為零
D．小球所受洛倫茲力一直增大，直到最后不變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

下列關(guān)于磁現(xiàn)象的敘述正確的是(    )
A．一切磁現(xiàn)象都起源于電荷的運(yùn)動(dòng)
B．物質(zhì)內(nèi)部的分子電流是由原子內(nèi)部電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的
C．運(yùn)動(dòng)電荷與靜止的電荷之間也有磁力作用
D．磁場(chǎng)對(duì)靜止的電荷沒有磁力的作用

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