（19分）如圖所示的平行板器件中，存在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 =" 0.40" T，方向垂直紙面向里，電場(chǎng)強(qiáng)度E = 2.0×105 V/m，PQ為板間中線．緊靠平行板右側(cè)邊緣xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，有垂直紙面的正三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 =" 0.25" T。一束帶電量q = 8.0×10-19 C，質(zhì)量m = 8.0×10-26 kg的正離子從P點(diǎn)射入平行板間，不計(jì)重力，沿中線PQ做直線運(yùn)動(dòng)，穿出平行板后從y軸上坐標(biāo)為（0，0.2m）的Q點(diǎn)垂直y軸射向三角形磁場(chǎng)區(qū)，離子通過x軸時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角為60°。則：

（1）離子運(yùn)動(dòng)的速度為多大？
（2）若正三角形區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？
（3）若正三角形區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，正三角形磁場(chǎng)區(qū)域的最小邊長(zhǎng)為多少？
（4）第（3）問中離子出磁場(chǎng)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)X軸？

（1）；（2）；（3）（4）

解析試題分析：（1）（2分）粒子在板間沿中線PQ做直線運(yùn)動(dòng)，說明受力平衡，由受力平衡條件得
   V= （2分）
（2）（5分）離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得
       （2分）
 （2分）

規(guī)范做好示意圖1分
（3）（8分）離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，過程示意圖如圖所示，規(guī)范做圖（2分）
由牛頓第二定律得   （2分）
幾何關(guān)系得     （2分）
       （2分）
（4）（4分）離子出磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，幾何關(guān)系得位移
  （2分）
 s        （2分）
考點(diǎn)：帶電粒子在電場(chǎng)磁場(chǎng)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：填空題

(4分)將長(zhǎng)為1 m的導(dǎo)線ac從中點(diǎn)b折成如圖所示的形狀，放入B＝0.08 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，abc平面與磁場(chǎng)垂直．若在導(dǎo)線abc中通入25 A的直流電，則整個(gè)導(dǎo)線所受安培力大小為________ N.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直xOy平面向里，電場(chǎng)線平行于y軸，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開電場(chǎng)和磁場(chǎng)，M、N之間的距離為L(zhǎng)，小球過M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸的方向夾角為θ，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求：

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向；
（2）小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大小；
（3）小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的時(shí)間t．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中建立直角坐標(biāo)系xoy，y軸豎直向上，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的微粒從x軸上的M點(diǎn)射出,方向與x軸夾角為θ,微粒恰能以速度v做勻速直線
運(yùn)動(dòng),重力加速度為g。

（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小及方向；
（2）若再疊加一圓形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),使微粒能到達(dá)x軸上的N點(diǎn)，M、N兩點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)o對(duì)稱，=L，微粒運(yùn)動(dòng)軌跡也關(guān)于y軸對(duì)稱。 己知所疊加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向 垂直xoy平面向外。求磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積S 及微粒從M運(yùn)動(dòng)到N的時(shí)間t。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖（a）所示，平行金屬板和間的距離為，現(xiàn)在、板上加上如圖（b）所示的方波形電壓，=0時(shí)板比板的電勢(shì)高，電壓的正向值為，反向值也為，現(xiàn)有由質(zhì)量為的帶正電且電荷量為的粒子組成的粒子束，從的中點(diǎn)以平行于金屬板方向的速度不斷射入，所有粒子不會(huì)撞到金屬板且在間的飛行時(shí)間均為，不計(jì)重力影響。試求：

（1）粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度大小及方向；
（2）粒子打出電場(chǎng)時(shí)位置離點(diǎn)的距離范圍；
（3）若要使打出電場(chǎng)的粒子經(jīng)某一垂直紙面的圓形區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，都能到達(dá)圓形磁場(chǎng)邊界的同一個(gè)點(diǎn)，而便于再收集，則磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑和相應(yīng)的磁感強(qiáng)度是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖。設(shè)法使某有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個(gè)電子變成正一價(jià)的分子離子。分子離子從狹縫s1以很小的速度進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)（初速不計(jì)），加速后，再通過狹縫S2、S3、方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ，方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ,射入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹縫s3的細(xì)線。若測(cè)得細(xì)線到狹縫s3的距離為d，試導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量m的表達(dá)式。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖，OAC的三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為O（0,0）、A（0，L）、C(，0)，在OAC區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在t=0時(shí)刻，同時(shí)從三角形的OA邊各處以沿y軸正向的相同速度將質(zhì)量均為m，電荷量均為q的帶正電粒子射入磁場(chǎng)，已知在t=t0時(shí)刻從OC邊射出磁場(chǎng)的粒子的速度方向垂直于y軸。不計(jì)粒子重力和空氣阻力及粒子間相互作用。

（1）求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（2）若從OA邊兩個(gè)不同位置射入磁場(chǎng)的粒子，先后從OC邊上的同一點(diǎn)P（P點(diǎn)圖中未標(biāo)出）射出磁場(chǎng)，求這兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1與t2之間應(yīng)滿足的關(guān)系；
（3）從OC邊上的同一點(diǎn)P射出磁場(chǎng)的這兩個(gè)粒子經(jīng)過P點(diǎn)的時(shí)間間隔與P點(diǎn)位置有關(guān)，若該時(shí)間間隔最大值為，求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（8分）如圖所示為一速度選擇器，板間存在方向互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)�，F(xiàn)有速率不同的電子從A點(diǎn)沿直線AB射入板間。平行板間的電壓為300 V，間距為5 cm，垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.06 T，問：

(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向指向紙面里還是向外？
(2)能沿直線通過該速度選擇器的電子的速率？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，在x軸的上方（y＞0的空間內(nèi)）存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)不計(jì)重力的帶正電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成45°角，若粒子的質(zhì)量為m，電量為q，求：

（1）該粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；
（2）該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（3）該粒子射出磁場(chǎng)的位置坐標(biāo)。

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