（20分） 如圖所示，在MN左側(cè)QP上方有勻強(qiáng)電場(chǎng)。在MN右側(cè)存在垂直于紙面的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出），其左邊界和下邊界分別與MN、AA/重合�，F(xiàn)有一帶電粒子以初速度自O(shè)點(diǎn)沿水平方向射入，并恰好從P點(diǎn)射出，又經(jīng)過(guò)在矩形有界磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，最終垂直于MN從A點(diǎn)向左水平射出。已知PA距離為d，，距離。不計(jì)帶電粒子重力。

求：（1）粒子從下極板邊緣射出時(shí)的速度；

（2）粒子在從O到A經(jīng)歷的時(shí)間

（3）矩形有界磁場(chǎng)的最小面積。

 

【答案】

（1），豎直方向成300角；（2）   ；（3）

【解析】

試題分析：（1）帶電粒子在電場(chǎng)中平行極板方向做勻速運(yùn)動(dòng)：       (1分)

豎直方向開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)：         (1分)

解得        (1分)

則粒子從下極板邊緣射出時(shí)的速度為         (2分)

且與豎直方向成300角           (1分)

（2）帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間       (2分)

由圖中幾何關(guān)系即           (2分)

離開(kāi)電場(chǎng)后先做勻速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為         (1分)

然后進(jìn)入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)1200到達(dá)A

        (2分)

所以帶電粒子由O到A的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為           (1分)

（3）由軌跡示意圖可知，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挼扔谲壽E半徑r，高等于1.5r，       (3分)

而，所以矩形有界磁場(chǎng)的最小面積為       (3分)

考點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)的合力與分解，勻速度圓周運(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(lái)源： 題型：

如圖所示，在MN左側(cè)有相距為d的兩塊正對(duì)的平行金屬板P、Q，板長(zhǎng)L=
3
d/3，兩板帶等量異種電荷，上極板帶負(fù)電．在MN右側(cè)存在垂直于紙面的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出），其左邊界和下邊界分別與MN、AA’重合（邊界上有磁場(chǎng)）．現(xiàn)有一帶電粒子以初速度v0沿兩板中央OO′射入，并恰好從下極板邊緣射出，又經(jīng)過(guò)在矩形有界磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，最終垂直于MN從A點(diǎn)向左水平射出． 已知A點(diǎn)與下極板右端的距離為d．不計(jì)帶電粒子重力．求：
（1）粒子從下極板邊緣射出時(shí)的速度；
（2）粒子從O運(yùn)動(dòng)到A經(jīng)歷的時(shí)間；
（3）矩形有界磁場(chǎng)的最小面積．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?湖北模擬）如圖所示，在MN與PQ之間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2×10-3 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)．在PQ與CD之間存在著電場(chǎng)強(qiáng)度為E=40V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左，寬度為L(zhǎng)=0.2m．一質(zhì)量為m=6.4×10-27 kg，電荷量為q=-3.2×10-19 C的帶電粒子，從O1點(diǎn)以速度v0垂直MN射入磁場(chǎng)，方向與水平直線O1 O2的夾角為30°，且O1 O2=0.2m．之后，粒子又垂直P(pán)Q進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，最后在邊界CD穿出．
求：
（1）粒子的初速度v0；
（2）粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能Ek．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

(17分)如圖所示，在MN左側(cè)有相距為的兩塊正對(duì)的平行金屬板P、Q，板長(zhǎng)兩板帶等量異種電荷，上極板帶負(fù)電。在MN右側(cè)存在垂直于紙面的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)，其左邊界和下邊界分別與MN、AA’重合(邊界上有磁場(chǎng))�，F(xiàn)有一帶電粒子以初速度v0沿兩板中央OO′射入，并恰好從下極板邊緣射出，又經(jīng)過(guò)在矩形有界磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，最終垂直于MN從A點(diǎn)向左水平射出。 已知A點(diǎn)與下極板右端的距離為d。不計(jì)帶電粒子重力。求：

(1)粒子從下極板邊緣射出時(shí)的速度；

(2)粒子從O運(yùn)動(dòng)到A經(jīng)歷的時(shí)間；

(3)矩形有界磁場(chǎng)的最小面積。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2011年河南省洛陽(yáng)市四校高三聯(lián)考物理卷 題型：計(jì)算題

如圖所示，在MN左側(cè)有相距為的兩塊正對(duì)的平行金屬板P、Q，板長(zhǎng)兩板帶等量異種電荷，上極板帶負(fù)電。在MN右側(cè)存在垂直于紙面的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)，其左邊界和下邊界分別與MN、AA’重合(邊界上有磁場(chǎng))�，F(xiàn)有一帶電粒子以初速度v0沿兩板中央OO′射入，并恰好從下極板邊緣射出，又經(jīng)過(guò)在矩形有界磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，最終垂直于MN從A點(diǎn)向左水平射出。 已知A點(diǎn)與下極板右端的距離為d。不計(jì)帶電粒子重力。求：

1.粒子從下極板邊緣射出時(shí)的速度；

2.粒子從O運(yùn)動(dòng)到A經(jīng)歷的時(shí)間；

3.矩形有界磁場(chǎng)的最小面積。

 

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