【題目】如圖所示，在以坐標原點O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，磁場方向垂直于平面向里。一帶正電的粒子（不計重力）從O點沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動，經(jīng)時間從p點射出。

（1）求電場強度的大小和方向。

（2）若僅撤去磁場，帶電粒子仍從O點以相同的速度射入，經(jīng)時間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運動加速度的大小。

（3） 若僅撤去電場，帶電粒子仍從O點射入，且速度為原來的4倍，求粒子在磁場中運動的時間。

【答案】

【解析】

（1）設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，初速度為v，電場強度為E，可判斷出粒子受到的洛倫磁力沿x軸負方向，于是可知電場強度沿x軸正方向
且有 ①
又②
則 ③
（2）僅有電場時，帶電粒子在勻強電場中作類平拋運動
在y方向位移④
由②④式得⑤
設(shè)在水平方向位移為x，因射出位置在半圓形區(qū)域邊界上，于是

又有 ⑥
得⑦
（3）僅有磁場時，入射速度，帶電粒子在勻強磁場中作勻速圓周運動，


設(shè)軌道半徑為r，由牛頓第二定律有⑧
又 ⑨
由③⑦⑧⑨式得 ⑩
由幾何關(guān)系（11）
即，所以（12）
帶電粒子在磁場中運動周期
則帶電粒子在磁場中運動時間，所以。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在頻率為f的交變電路中，如圖所示，把開關(guān)S依次分別接通R、C、L支路，這時通 過各支路的電流的有效值相等．若將交變電流的頻率提高到2f，維持其他條件不變，則下列幾種說法中，正確的是（　�。�

A.通過R的電流有效值不變

B.通過C的電流有效值變大

C.通過L的電流有效值變小

D.通過R、C、L的電流有效值都不變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲，間距為L的光滑導軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，軌道左側(cè)連接一定值電阻R．垂直導軌的導體棒ab在水平外力F作用下沿導軌運動，F隨t變化的規(guī)律如圖乙。在0～t0時間內(nèi)，棒從靜止開始做勻加速直線運動。乙圖中t0、F1、F2為已知，棒接入電路的電阻為R，軌道的電阻不計。則下列說法正確的是（　�。�

A. 在t0以后，導體棒一直做勻速直線運動

B. 導體棒最后達到的最大速度大小為

C. 在0～t0時間內(nèi)，導體棒的加速度大小為

D. 在0～t0時間內(nèi)，通過導體棒橫截面的電量為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】半徑分別為r和2r的同心圓形導軌固定在同一水平面內(nèi),一長為r、電阻為R的均勻金屬棒AB置于圓導軌上面,BA的延長線通過圓導軌圓心O,裝置的俯視圖如圖所示,整個裝置位于一勻強磁場中,磁感應(yīng)強度的大小為B,方向豎直向下。在兩環(huán)之間接阻值為R的定值電阻和電容為C的電容器。金屬棒在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時針勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)動過程中始終與導軌保持良好接觸。導軌電阻不計。下列說法正確的是（ ）

A. 金屬棒中電流從B流向A

B. 金屬棒兩端電壓為3Bωr2/4

C. 電容器的M板帶負電

D. 電容器所帶電荷量為3CBωr2/2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，在金屬線框的下方有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域，MN和M'N'是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直．現(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域的v﹣t圖象．已知金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R，當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g，圖象中坐標軸上所標出的v1、v2、v3、t1、t2、t3、t4均為已知量（下落過程中線框abcd始終在豎直平面內(nèi)，且bc邊始終水平）．根據(jù)題中所給條件，以下說法正確的是（　　）

A. 可以求出金屬線框的邊長

B. 線框穿出磁場時間（t4﹣t3）等于進入磁場時間（t2﹣t1）

C. 線框穿出磁場與進入磁場過程所受安培力方向相同

D. 線框穿出磁場與進入磁場過程產(chǎn)生的焦耳熱相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在豎直向上的勻強磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示（感應(yīng)電動勢的方向即線圈中感應(yīng)電流的方向），當磁場的感應(yīng)強度隨時間t如圖乙變化時，下圖正確表示線圈中感應(yīng)電動勢變化的是（ ）

A.

B.

C.

D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“電子能量分析器”主要由處于真空中的電子偏轉(zhuǎn)器和探測板組成．偏轉(zhuǎn)器是由兩個相互絕緣、半徑分別為RA和RB的同心圓金屬半球面A和B構(gòu)成，A、B為電勢值不等的等勢面，其過球心的截面如圖所示．一束電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以不同的動能從偏轉(zhuǎn)器左端M的正中間小孔垂直入射，進入偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域，最后到達偏轉(zhuǎn)器右端的探測板N，其中動能為Ek0的電子沿等勢面C做勻速圓周運動到達N板的正中間．忽略電場的邊緣效應(yīng)．

（1）判斷球面A、B的電勢高低，并說明理由；

（2）求等勢面C所在處電場強度E的大小；

（3）若半球面A、B和等勢面C的電勢分別為φA、φB和φC，則到達N板左、右邊緣處的電子，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場前、后的動能改變量ΔEK左和ΔEK右分別為多少？

（4）比較|ΔEK左|和|ΔEK右|的大小，并說明理由．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在范圍足夠大、方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為B＝0.2 T的勻強磁場中，有一水平放置的光滑金屬框架，寬度L＝0.4 m，如圖所示，框架上放置一質(zhì)量為m＝0.05 kg、長度為L、電阻為r＝1 Ω的金屬桿MN，且金屬桿MN始終與金屬框架接觸良好，金屬框架電阻不計，左側(cè)a、b端連一阻值為R＝3 Ω的電阻，且b端接地．若金屬桿MN在水平外力F的作用下以恒定的加速度a＝2 m/s2由靜止開始做勻加速運動，則下列說法正確的是（ ）

A.在5 s內(nèi)流過電阻R的電荷量為0.1 C

B.5 s末回路中的電流為0.8 A

C.5 s末a端處的電勢為0.6 V

D.如果5 s末外力消失，最后金屬桿將停止運動，5 s后電阻R產(chǎn)生的熱量為2.5 J

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩條平行導軌所在平面與水平地面的夾角為θ，間距為L。導軌上端接有一平行板電容器，電容為C。導軌處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于導軌平面。在導軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒，棒可沿導軌下滑，且在下滑過程中保持與導軌垂直并良好接觸。已知金屬棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g。忽略所有電阻。讓金屬棒從導軌上端由靜止開始下滑，求:

（1）電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系；

（2）金屬棒的速度大小隨時間變化的關(guān)系。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案