（20分）如圖，直線MN 上方有平行于紙面且與MN成45。的有界勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小未知；MN下方為方向垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。今從MN_上的O點(diǎn)向磁場中射入一個(gè)速度大小為v、方向與MN成45角的帶正電粒子，該粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑為R。若該粒子從O點(diǎn)出發(fā)記為第一次經(jīng)過直線MN，而第五次經(jīng)過直線MN時(shí)恰好又通過O點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力。求：

（1）電場強(qiáng)度的大��；

（2）該粒子從O點(diǎn)出發(fā)，第五次經(jīng)過直線MN時(shí)又通過O點(diǎn)的時(shí)間；

（3）該粒子再次從O點(diǎn)進(jìn)入磁場后，運(yùn)動(dòng)軌道的半徑。

（1）電場強(qiáng)度的大小是vB；（2）該粒子從O點(diǎn)出發(fā)，第五次經(jīng)過直線MN時(shí)又通過O點(diǎn)的時(shí)間為；（3）該粒子再次從O點(diǎn)進(jìn)入磁場后，運(yùn)動(dòng)軌道的半徑是R。

【解析】

試題分析：粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，先是一段半徑為R的1/4圓弧到a點(diǎn)，接著恰好逆電場線勻減速運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)速度為零再返回a點(diǎn)速度仍為v，再在磁場中運(yùn)動(dòng)一段3/4圓弧到c點(diǎn)，之后垂直電場線進(jìn)入電場作類平拋運(yùn)動(dòng)。

（1）由圖得

類平拋運(yùn)動(dòng)的垂直和平行電場方向的位移都為

①

所以類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

②

又 ③

再者 ④

由①②③④可得

⑤

粒子在磁場中的總時(shí)間：

粒子在電場中減速再加速的時(shí)間：

故粒子再次回到O點(diǎn)的時(shí)間：

（3）由平拋運(yùn)動(dòng)得

所以 ［或］

則第五次過MN進(jìn)入磁場后的圓弧半徑R′==R

考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中及勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年浙江杭州重點(diǎn)中學(xué)高一上期期末聯(lián)考物理卷（解析版） 題型：選擇題

雨滴由靜止開始下落，遇到水平方向吹來的風(fēng)，下述說法中正確的是

A．風(fēng)速越大，雨滴下落時(shí)間越長

B．風(fēng)速越小，雨滴下落時(shí)間越短

C．風(fēng)速越大，雨滴著地時(shí)速度越大

D．雨滴著地速度與風(fēng)速無關(guān)

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年四川省眉山市高一上學(xué)期期末考試物理卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

在做“測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)中：

（1）實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測力計(jì)。其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是 。

（2）如圖所示，是某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的記錄小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.02s，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出。其中=2.80cm、=4.40cm、=5.95cm、=7.60cm、=9.10cm、=10.70cm．

可得：小車運(yùn)動(dòng)的加速度= m/s2，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下E點(diǎn)時(shí)，小車的速度vE= m/s（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年四川省眉山市高二上學(xué)期期末考試物理卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，間距為2l的兩條水平虛線之間有水平方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電阻為R的單匝正方形閉合導(dǎo)體線框abcd，從磁場上方某一高度處自由下落，cd邊恰好垂直于磁場方向勻速進(jìn)入磁場。已知線框邊長為l，線框平面保持在豎直平面內(nèi)且cd邊始終與水平的磁場邊界平行，重力加速度為g，不考慮空氣阻力。求：

（1）線框開始下落時(shí)，cd邊到磁場上邊界的高度；

（2）若線框ab邊剛離開磁場區(qū)域時(shí)的速度與cd邊剛進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)的速度相等，則從cd邊剛離開磁場區(qū)域到ab邊離開磁場區(qū)域的過程中，線框中所產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年四川省眉山市高二上學(xué)期期末考試物理卷（解析版） 題型：選擇題

英國物理學(xué)家阿斯頓首次制成了質(zhì)譜儀，并用它確定了同位素的普遍存在。若兩種帶電粒子a、b(不計(jì)重力)由S1射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列說法中正確的是

A．兩種粒子都帶負(fù)電

B．金屬板P1、P2間電場方向水平向左

C．b粒子的速度大于a粒子的速度

D．a(chǎn)粒子的比荷大于b粒子的比荷

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年山東濰坊一中高三上期期末模擬理科物理卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，水平傳送帶以速度v1勻速運(yùn)動(dòng)，小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連，t = 0時(shí)刻P在傳送帶左端具有速度v2，已知v1＞v2，P與定滑輪間的繩水平。不計(jì)定滑輪質(zhì)量，繩足夠長。直到物體P從傳送帶右側(cè)離開。以下判斷正確的是（ ）

A．物體P一定先加速后勻速

B．物體P可能先加速后勻速

C．物體Q的機(jī)械能一直增加

D．物體Q一直處于超重狀態(tài)

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年重慶市高高三第一次月考物理卷（解析版） 題型：選擇題

（6分）打磨某剖面如圖所示的寶石時(shí)，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角θ切割在θ1<θ<θ2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射（僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況），則下列判斷正確的是

A．若θ>θ2，光線一定在OP邊發(fā)生全反射

B．若θ>θ2，光線會(huì)從OQ邊射出

C．若θ<θ1，光線會(huì)從OQ邊射出

D．若θ<θ1，光線會(huì)在OP邊發(fā)生全反射

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年四川省資陽市高三第二次診斷性考試?yán)砭C物理卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（8分）測量小物塊Q與平板P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。AB是半徑足夠大的、光滑的四分之一圓弧軌道，與水平固定放置的P板的上表面BC在B點(diǎn)相切，C點(diǎn)在水平地面的垂直投影為C′。重力加速度為g。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用天平稱出物塊Q的質(zhì)量m；

②測量出軌道AB的半徑R、BC的長度L和CC′的高度h；

③將物塊Q在A點(diǎn)由靜止釋放，在物塊Q落地處標(biāo)記其落地點(diǎn)D；

④重復(fù)步驟③，共做10次；

⑤將10個(gè)落地點(diǎn)用一個(gè)盡量小的圓圍住，用刻度尺測量圓心到C′的距離s。

用實(shí)驗(yàn)中的測量量表示：

（1）物塊Q到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkB＝__________；

（2）物塊Q到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkC＝__________；

（3）在物塊Q從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中，物塊Q克服摩擦力做的功Wf＝__________；

（4）物塊Q與平板P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝__________。

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年重慶市高一上期第三次月考物理卷（解析版） 題型：選擇題

有兩個(gè)大小相等的力F1和F2作用于同一物體上，當(dāng)它們間的夾角為120°時(shí)合力為F，則當(dāng)它們間的夾角為90°時(shí)，合力的大小為( )

A． B． C． D．2F

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