（16分)在如圖所示的xoy坐標(biāo)系中，y>0的區(qū)域內(nèi)存在著沿y軸正方向、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，y<0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場．一帶電粒子從y軸上的P(0，h)點(diǎn)以沿x軸正方向的初速度射出，恰好能通過x軸上的D(d，0)點(diǎn)．己知帶電粒子的質(zhì)量為m，帶電量為-q．h、d、q均大于0．不計(jì)重力的影響．

（1）若粒子只在電場作用下直接到達(dá)D點(diǎn)，求粒子初速度的大小；
（2）若粒子在第二次經(jīng)過x軸時(shí)到達(dá)D點(diǎn)，求粒子初速度的大小
（3）若粒子在從電場進(jìn)入磁場時(shí)到達(dá)D點(diǎn)，求粒子初速度的大小；

（1） （2） （3）

解析試題分析：（1）若粒子只在電場作用下直接到達(dá)D點(diǎn)，設(shè)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，
粒子沿x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則       （1分）
沿y方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則        （1分）
加速度             （1分）
粒子只在電場作用下直接到達(dá)D點(diǎn)的條件為       （1分）
聯(lián)立以上各式，解得：           （1分）
（2）若粒子在第二次經(jīng)過x軸時(shí)到達(dá)D點(diǎn)，其軌跡如圖3所示。
設(shè)粒子進(jìn)入磁場的速度大小為v，v與x軸的夾角為θ，軌跡半徑為R，則：
            （1分）
           （1分）
粒子第二次經(jīng)過x軸時(shí)到達(dá)D點(diǎn)的條件為：          （2分）
聯(lián)立以上各式，解得：           （1分）
（3）若粒子在從電場進(jìn)入磁場時(shí)到達(dá)D點(diǎn)，其軌跡如圖4所示。
根據(jù)運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性可知：         （2分）
粒子在從電場進(jìn)入磁場時(shí)到達(dá)D點(diǎn)的條件為：
，其中n為非負(fù)整數(shù)         （2分）
聯(lián)立以上各式，解得：       （2分）

考點(diǎn)：本題考查了帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（14分）如圖所示，圖中左邊有一對(duì)平行金屬板，兩板相距為d，電壓為U。兩板之間有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里；圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面朝里。一電荷量為q的正離子沿平行于金屬板面、垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間，沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑PQ方向射入磁場區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的G點(diǎn)射出，已知弧QG所對(duì)應(yīng)的圓心角為。離子重力不計(jì)。求：

（1）離子速度的大��；
（2）離子在圓形磁場區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；
（3）離子的質(zhì)量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.60T，磁場內(nèi)有一塊平面感光板ab，板面與磁場方向平行，在距ab的距離l=16cm處，有一個(gè)點(diǎn)狀的放射源S，它向各個(gè)方向發(fā)射粒子，粒子的速度都是，已知粒子的電荷與質(zhì)量之比，現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運(yùn)動(dòng)的粒子，求ab上被粒子打中的區(qū)域的長度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

回旋加速器D形盒的半徑為r，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一個(gè)質(zhì)量了m、電荷量為q的粒子在加速器的中央從速度為零開始加速。

（1）求該回旋加速器所加交變電場的頻率；
（2）求粒子離開回旋加速器時(shí)獲得的動(dòng)能；
（3）有同學(xué)想自利用該回旋加速器直接對(duì)質(zhì)量為m、電量為2q的粒子加速。能行嗎？行，說明理由；不行，提出改進(jìn)方案.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，真空中直角坐標(biāo)系XOY，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，在第四象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B，在第二象限內(nèi)有沿x軸正向的勻強(qiáng)電場，第三象限內(nèi)有一對(duì)平行金屬板M、N，兩板間距為d。所加電壓為U，兩板間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場。一個(gè)正離子沿平行于金屬板的軸線射入兩板間并做直線運(yùn)動(dòng)，從A點(diǎn)（﹣L，0）垂直于x軸進(jìn)入第二象限，從P（0，2L）進(jìn)入第一象限，然后離子垂直于x軸離開第一象限，不計(jì)離子的重力，求：

（1）離子在金屬板間運(yùn)動(dòng)速度V0的大小
（2）離子的比荷q/m
（3）從離子進(jìn)入第一象限開始計(jì)時(shí)，離子穿越x軸的時(shí)刻

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(16分)如圖所示，O、P、Q三點(diǎn)在同一水平直線上，OP＝L，邊長為L的正方形PQMN區(qū)域內(nèi)(含邊界)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，左側(cè)有水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從O點(diǎn)由靜止開始釋放，帶電粒子恰好從M點(diǎn)離開磁場，不計(jì)帶電粒子重力，求：

⑴磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；
⑵粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間；
⑶若圖中電場方向改為豎直向下，場強(qiáng)大小未知，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，當(dāng)粒子從O點(diǎn)以水平速度v0射入電場，從PN的中點(diǎn)進(jìn)入磁場，從N點(diǎn)射出磁場，求帶電粒子的初速度v0。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在xOy平面內(nèi)有一范圍足夠大的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E，電場方向在圖中未畫出．在y≤l的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于xOy平面向里．一電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子，從O點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到磁場邊界P點(diǎn)時(shí)的速度剛好為零，P點(diǎn)坐標(biāo)為（l，l），不計(jì)粒子所受重力．

（1）求從O到P的過程中電場力對(duì)帶電粒子做的功，并判斷勻強(qiáng)電場的方向．
（2）若該粒子在O點(diǎn)以沿OP方向、大小的初速度開始運(yùn)動(dòng)，并從P點(diǎn)離開磁場，此過程中運(yùn)動(dòng)到離過OP的直線最遠(yuǎn)位置時(shí)的加速度大小，則此點(diǎn)離OP直線的距離是多少？
（3）若有另一電荷量為-q、質(zhì)量為m的粒子能從O點(diǎn)勻速穿出磁場，設(shè)，求該粒子離開磁場后到達(dá)y軸時(shí)的位置坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（19分）如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一粒子源，粒子源從O點(diǎn)在紙面內(nèi)均勻地向各個(gè)方向同時(shí)發(fā)射速率為υ，比荷為k的帶正電粒子.PQ是垂直紙面放置,厚度不計(jì)的擋板，擋板的P端與O點(diǎn)的連線跟擋板垂直，粒子打在擋板上會(huì)被吸收。帶電粒子的重力及粒子間的相互作用力忽略不計(jì)，磁場分布的區(qū)域足夠?qū)拸V。 

（1）為了使帶電粒子不打在擋板上，粒子源到擋板的距離d應(yīng)滿足什么條件？
（2）若粒子源到擋板的距離d=，則擋板至少多長，擋板吸收的粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比值最大，并求該值。

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖所示，金屬三角形導(dǎo)軌COD上放有一根金屬棒MN.拉動(dòng)MN，使它以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，如果導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細(xì)相同的均勻?qū)w，電阻率都相同，那么在MN運(yùn)動(dòng)的過程中，閉合回路的(　　)

A．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變B．感應(yīng)電流保持不變
C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大D．感應(yīng)電流逐漸增大

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同步練習(xí)冊(cè)答案