【題目】如圖所示，水平放置的平行金屬板長(zhǎng)為L，上級(jí)板)M'帶正電、下極板NN'帶負(fù)電。在平行金屬板右側(cè)區(qū)域有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m,電量為q的帶正電的粒子，從上板左側(cè)邊緣M處以水平速度v0射入電場(chǎng)，從下板邊緣N'射出后進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，再以2v0的速度從上板邊緣M'返回電場(chǎng)區(qū)域，粒子落到金屬板上不反彈，不計(jì)粒子重力，忽略粒子所帶電荷對(duì)極板內(nèi)電場(chǎng)的影響。求:

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小:

(2)粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)根據(jù)題意，粒子從磁場(chǎng)回到電場(chǎng)的速度為2v0，由于粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力不做功，所以粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度也為2v0，將射出時(shí)的速度按水平方向與豎直方向分解，設(shè)射出速度與水平方向夾角為，則有:

得

則射出時(shí)的豎直方向分速度

根據(jù)帶電粒子在電場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)，有

聯(lián)立以上各式，得電場(chǎng)強(qiáng)度

(2)設(shè)粒子第一次在 電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，第二次在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t3，極板間距離為d，由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和受力分析可知，粒子第一次在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)和回到電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)總時(shí)間可等效于粒子在該電場(chǎng)中連續(xù)的類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，有

由幾何關(guān)系可得

解得

粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由幾何關(guān)系可得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓心角

，

半徑

，有:

聯(lián)立以上各式，得

故粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為

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：

【題目】為了探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件，圖中給出了必備的實(shí)驗(yàn)儀器。

（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將實(shí)驗(yàn)電路連接完整。

（2）正確連接實(shí)驗(yàn)電路后，在閉合開(kāi)關(guān)時(shí)靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。開(kāi)關(guān)閉合后，迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，靈敏電流計(jì)的指針 偏轉(zhuǎn)（選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)靈敏電流計(jì)的指針 _________偏轉(zhuǎn)（選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法正確的是________．(填正確答案標(biāo)號(hào)）

A.知道某種氣體的摩爾質(zhì)量和一個(gè)氣體分子的質(zhì)量，就可以求出阿伏加德羅常數(shù)

B.用油膜法估測(cè)油酸分子直徑時(shí)，撒痱子粉應(yīng)薄而均勻

C.打氣費(fèi)勁說(shuō)明氣體分子間存在相互作用的排斥力

D.布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體分子的運(yùn)動(dòng)是永不停息的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)

E.在大于的前提下，分子間距離增大，分子力做正功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，三個(gè)燈泡是相同的，而且耐壓足夠，電源內(nèi)阻可忽略，直流電源的電壓值與交流電源的電壓有效值相等。當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S接A穩(wěn)定時(shí)，三個(gè)燈泡亮度相同，那么S接B穩(wěn)定時(shí)（　�。�

A.三個(gè)燈泡亮度相同B.只有丙燈泡不亮，乙燈泡最亮

C.甲燈泡和乙燈泡亮度相同，丙燈泡不亮D.甲燈泡最亮，丙燈泡不亮

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】電路如圖甲所示，電阻R的阻值為484Ω，C為電容器， L為直流電阻不計(jì)的自感線圈，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，當(dāng)接上如圖乙所示的電壓u，下列說(shuō)法正確的是

A．R上的電壓應(yīng)等于155.5V

B．電壓表的示數(shù)為220 V

C．電阻R消耗的功率小于50W

D．為保證閉合開(kāi)關(guān)S后電容器不被擊穿，該電容器的耐壓值不得小于311V

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】汽車(chē)行駛時(shí)，輪胎的胎壓太高或太低都會(huì)形成安全隱患。某型號(hào)的輪胎可在－40~90的溫度下正常工作，車(chē)的使用說(shuō)明書(shū)上指出，輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時(shí)，胎壓不能高于3.6×105Pa，不能低于1.6×105Pa，現(xiàn)在27的環(huán)境溫度下給輪胎充氣，試問(wèn)輪胎充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)，汽車(chē)才能在上述溫度范圍內(nèi)行駛?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】1824年，法國(guó)科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤(pán)實(shí)驗(yàn)”。實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤(pán)水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤(pán)在磁針的磁場(chǎng)中繞過(guò)圓盤(pán)中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，但略有滯后。下列說(shuō)法正確的是

A. 圓盤(pán)上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

B. 圓盤(pán)內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)

C. 在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，磁針的磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤(pán)的磁通量發(fā)生了變化

D. 圓盤(pán)中的自由電子隨圓盤(pán)一起運(yùn)動(dòng)形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用一段橫截面半徑為r、電阻率為ρ、密度為d的均勻?qū)w材料做成一個(gè)半徑為R(r<<R)的圓環(huán)。圓環(huán)豎直向下落入如圖所示的徑向磁場(chǎng)中，圓環(huán)的圓心始終在N極的軸線上，圓環(huán)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。圓環(huán)在加速下落過(guò)程中某一時(shí)刻的速度為v，忽略電感的影響，則

A.此時(shí)在圓環(huán)中產(chǎn)生了(俯視)順時(shí)針的感應(yīng)電流

B.此時(shí)圓環(huán)受到豎直向下的安培力作用

C.此時(shí)圓環(huán)的加速度

D.如果徑向磁場(chǎng)足夠深，則圓環(huán)的最大速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)間距相等的一組等勢(shì)面，已知平面b上的電勢(shì)為2 V。一電子經(jīng)過(guò)a時(shí)的動(dòng)能為10 eV，從a到d的過(guò)程中克服電場(chǎng)力所做的功為6 eV。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 平面c上的電勢(shì)為零

B. 該電子可能到達(dá)不了平面f

C. 該電子經(jīng)過(guò)平面d時(shí)，其電勢(shì)能為4 eV

D. 該電子經(jīng)過(guò)平面b時(shí)的速率是經(jīng)過(guò)d時(shí)的2倍

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