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)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的磁應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直xOy平面向里，電場線平行于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點水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點進(jìn)入電場和磁場，恰能做勻速圓周運動，從x軸上的N點第一次離開電場和磁場，M、N之間的距離為L，小球過M點時的速度方向與x軸的方向夾角為θ，不計空氣阻力，重力加速度為g，求：

（1）電場強(qiáng)度E的大小和方向；
（2）小球從A點拋出時初速度v0的大��；
（3）小球從A點運動到N點的時間t．

（1）  電場強(qiáng)度方向豎直向上 （2） （3）

解析試題分析：（1）小球在電場、磁場中恰能做勻速圓周運動，
有：
則  電場強(qiáng)度方向豎直向上
（2）小球做勻速圓周運動，設(shè)半徑為r，由幾何關(guān)系知：
設(shè)小球做圓周運動的速率為v，有：
由速度的合成與分解得：
得：
（3）設(shè)小球到M點的豎直分速度為，


在磁場中運動時間為：
運動總時間為：
考點：本題考查帶電粒子在復(fù)合場中的圓周運動。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如右圖所示，ab為一金屬桿，它處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，可繞a點在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動；S為以a為圓心位于紙面內(nèi)的金屬環(huán)；在桿轉(zhuǎn)動過程中，桿的b端與金屬環(huán)保持良好接觸；A為電流表，其一端與金屬環(huán)相連，一端與a點良好接觸．當(dāng)桿沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，某時刻ab桿的位置如圖所示，則此時刻(　　)

A．有電流通過電流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向右
B．有電流通過電流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向左
C．有電流通過電流表，方向由d向c，作用于ab的安培力向右
D．無電流通過電流表，作用于ab的安培力為零

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在某空間建立一坐標(biāo)xoy，其間充滿著x正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度B=2.5T。今有一帶負(fù)電微粒質(zhì)量 kg，電量q=-5×10-7  C。在該空間恰能做勻速直線運動。求：

（1）試分析該題中重力可否忽略不計（需通過計算說明）。
（2）該微粒運動的速度。
（3）若該微粒飛經(jīng)y軸的某點M時，突然將磁場撤去而只保留電場，則微粒將再次經(jīng)過y軸的N點，則微粒從M到N運動的時間為多長，M、N兩點間的距離為多大？（圖中M、N在坐標(biāo)上未標(biāo)出）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(22分) 如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系O點處有一粒子源，該粒子源可向x ³ 0的范圍內(nèi)發(fā)射比荷C/kg的帶正電粒子，粒子速度范圍為(c為真空中的光速)，在0£x< 1m的I區(qū)域存在垂直于坐標(biāo)平面向外、磁感強(qiáng)度B1=1T的勻強(qiáng)磁場，在1m£x£3 m的II區(qū)域存在垂直坐標(biāo)平面向里、磁感強(qiáng)度B2 = 0.5T的勻強(qiáng)磁場，不計粒子重力。

(1) 速度多大的粒子不可能進(jìn)入II區(qū)域? 并指出這些粒子在y軸上射出的范圍。
(2) 對能從(1m，0)點進(jìn)入II區(qū)域的粒子，它在O點發(fā)射速度的方向(用與x軸正向夾角q表示)與其大小滿足的什么關(guān)系? 在O點發(fā)射的什么方向范圍內(nèi)的粒子才有可能經(jīng)過(1m，0)點？
(3) 對在O點與+y方向成45°角入射的粒子，在答題卡的圖上用圓規(guī)和直尺作出它們在x=3m邊界上射出的范圍，并在各射出點標(biāo)出速度矢量(要求你畫的圖能表明各速度的矢量長短關(guān)系及方向關(guān)系)。
(圖中要留下清晰的作圖痕跡，使閱卷者能看得清你的作圖過程，不要求寫出作圖依據(jù)和作圖過程) 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，在屏蔽裝置底部中心位置O點放一醫(yī)用放射源，可通過細(xì)縫沿扇形區(qū)域向外輻射速率為的粒子。已知屏蔽裝置寬AB=9cm、縫長AD=18cm，粒子的質(zhì)量，電量。若在屏蔽裝置右側(cè)條形區(qū)域內(nèi)加一勻強(qiáng)磁場來隔離輻射，磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直于紙面向里，整個裝置放于真空環(huán)境中。

(1)若所有的粒子均不能從條形磁場隔離區(qū)的右側(cè)穿出，則磁場的寬度d至少是多少?
(2)若條形磁場的寬度d=20cm，則射出屏蔽裝置的粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間各是多少?(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖a所示，兩豎直線所夾區(qū)域內(nèi)存在周期性變化的勻強(qiáng)電場與勻強(qiáng)磁場，變化情況如圖b、c所示，電場強(qiáng)度方向以y軸負(fù)方向為正，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向以垂直紙面向外為正。t=0時刻，一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子從坐標(biāo)原點O開始以速度v0沿x軸正方向運動，粒子重力忽略不計，圖b、c中，，B0已知．要使帶電粒子在0～4nt0（n∈N）時間內(nèi)一直在場區(qū)運動，求：

（1） 在給定的坐標(biāo)上畫出帶電粒子在0~4t0時間內(nèi)的軌跡示意圖，并在圖中標(biāo)明粒子的運動性質(zhì)；
（2） 在t0時刻粒子速度方向與x軸的夾角；
（3） 右邊界到O的最小距離；
（4） 場區(qū)的最小寬度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中有一個垂直紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場，其邊界過原點O和y軸上的點A（0，L）。一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從A點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場，并從x軸上的B點射出磁場，射出B點時的速度方向與x軸正方向的夾角為60°。求：

（1）電子在磁場中運動的軌跡半徑r；
（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（3）電子在磁場中運動的時間t。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（19分）如圖所示的平行板器件中，存在相互垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 =" 0.40" T，方向垂直紙面向里，電場強(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點射入平行板間，不計重力，沿中線PQ做直線運動，穿出平行板后從y軸上坐標(biāo)為（0，0.2m）的Q點垂直y軸射向三角形磁場區(qū)，離子通過x軸時的速度方向與x軸正方向夾角為60°。則：

（1）離子運動的速度為多大？
（2）若正三角形區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向外，離子在磁場中運動的時間是多少？
（3）若正三角形區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，正三角形磁場區(qū)域的最小邊長為多少？
（4）第（3）問中離子出磁場后經(jīng)多長時間到達(dá)X軸？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，圖中為回旋加速器的示意圖。D1、D2是兩個中空的鋁制半圓形金屬扁盒，在兩個D形盒正中間開有一條狹縫，兩個D形盒接在高頻交流電源上。在D1盒中心A處有粒子源，產(chǎn)生的帶正電粒子在兩盒之間被電場加速后進(jìn)入D2盒中。兩個D形盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中，帶電粒子在磁場力的作用下做勻速圓周運動，經(jīng)過半個圓周后，再次到達(dá)兩盒間的狹縫，控制交流電源電壓的周期，保證帶電粒子經(jīng)過狹縫時再次被加速。如此，粒子在做圓周運動的過程中一次一次地經(jīng)過狹縫，一次一次地被加速，速度越來越大，運動半徑也越來越大，最后到達(dá)D形盒的邊緣，沿切線方向以最大速度被導(dǎo)出。已知帶電粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時狹縫間電壓大小恒為U，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D形盒的半徑為R，狹縫之間的距離為d。設(shè)從粒子源產(chǎn)生的帶電粒子的初速度為零，不計粒子受到的重力，求：

（1）帶電粒子能被加速的最大動能Ek；
（2）帶電粒子在D2盒中第n個半圓的半徑；
（3）若帶電粒子束從回旋加速器輸出時形成的等效電流為I，求從回旋加速器輸出的帶電粒子的平均功率。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案