如圖所示，在平面直角坐標系xoy的第四象限有垂直紙面向里的勻強磁場，一質(zhì)量為m=5.0×10-8kg、電量為q=1.0×10-6C的帶電粒子，從靜止開始經(jīng)U0=10V的電壓加速后，從P點沿圖示方向進入磁場，已知OP=30cm，（粒子重力不計，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：
（1）帶電粒子到達P點時速度v的大小
（2）若磁感應強度B=2.0T，粒子從x軸上的Q點離開磁場，求QO的距離
（3）若粒子不能進入x軸上方，求磁感應強度B'滿足的條件．
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（1）對帶電粒子的加速過程，由
動能定理qU=
1
2
mv2
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代入數(shù)據(jù)得：v=20m/s
（2）帶電粒子僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，
有：qvB=
mv2
R

得R=
mv
qB

代入數(shù)據(jù)得：R=0.50m
而
OP
cos53°
=0.50m    
故圓心一定在x軸上，軌跡如圖所示．
由幾何關系可知：OQ=R+Rsin53°
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故OQ=0.90m               
（3）帶電粒子不從x軸射出（如圖），
由幾何關系得：OP＞R'+R'cos53°①
             R′=
mv
qB′
②
由①②并代入數(shù)據(jù)得：B'＞
16
3
T=5.33T  
答：（1）帶電粒子到達P點時速度v的大小20m/s；
（2）若磁感應強度B=2.0T，粒子從x軸上的Q點離開磁場，則QO的距離0.9m；
（3）若粒子不能進入x軸上方，則磁感應強度B'滿足大于5.33T條件．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在平面直角坐標系xOy的第一象限內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B=2T．一對電子和正電子從O點沿紙面以相同的速度v射入磁場中，速度方向與磁場邊界0x成30．角，求：電子和止電子在磁場中運動的時間為多少？
（正電子與電子質(zhì)量為m=9.1×10-31kg，正電子電量為1.6×l0-19C，電子電量為-1.6×10-19C）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在平面直角坐標系xOy的第II、III象限內(nèi)存在沿y軸負方向的勻強電場，場強E=50V/m；一圓心在O1點，半徑R=5cm的絕緣彈性圓筒在與y軸切點O處開有小孔a，筒內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場．現(xiàn)從P（-10cm，-5cm）處沿與x軸正向成45°方向發(fā)射比荷q/m=2×103C/kg的帶正電粒子，粒子都恰能通過原點O沿x軸正向射出電場并進入磁場．不計粒子重力，試求：
（1）粒子在P點的發(fā)射速度v；
（2）若粒子進入圓筒后與圓筒發(fā)生四次碰撞后又恰從孔a射出磁場，已知該帶電粒子每次與圓筒發(fā)生碰撞時電量和能量都不損失，求磁感應強度B的大小．（可用三角函數(shù)表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在平面直角坐標系xoy中的第一象限內(nèi)存在磁感應強度大小為B、方向垂直于坐標平面向內(nèi)的有界圓形勻強磁場區(qū)域（圖中未畫出）；在第二象限內(nèi)存在沿x軸負方向的勻強電場．一粒子源固定在x軸上的A點，A點坐標為（-L，0）．粒子源沿Y軸正方向釋放出速度大小為v的電子，電子恰好能通過y軸上的C點，C點坐標為（0，2L），電子經(jīng)過磁場后恰好垂直通過第一象限內(nèi)與x軸正方向成15°角的射線ON（已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不考慮粒子的重力和粒子之間的相互作用）．求：
（1）第二象限內(nèi)電場強度的大�。�
（2）電子離開電場時的速度方向與y軸正方向的夾角
（3）在圖中畫出電子進入第一象限后的軌道．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在平面直角坐標系xoy的0≤x≤2L、0≤y≤L區(qū)域內(nèi)存在沿y軸正向的勻強電場，一質(zhì)量為m，電荷量為q，不計重力，帶正電的粒子以速度v0從坐標原點O沿x軸正向射入電場后，恰好從M（2L，L）點離開電場，粒子離開電場后將有機會進入一個磁感應強度大小為B=
2mv0
qL
、方向垂直于紙面向外的矩形磁場區(qū)域，并最終從x軸上的N（4L，0）點與x軸正向成45°角離開第一象限，題中只有m、v0、q、L為已知量，求：
（1）勻強電場的電場強度e；
（2）粒子在第一象限內(nèi)運動的時間；
（3）如果粒子離開M點后有機會進入的是垂直紙面向里的矩形磁場，磁感應強度大小仍然為B=
2mv0
qL
，粒子運動一段時間后仍然能從x軸上的N點與x軸正向成45°角離開第一象限，則該矩形區(qū)域的最小面積S．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在平面直角坐標系中有一個垂直紙面向里的圓形勻強磁場，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，此時速度方向與x軸正方向的夾角為60°．下列說法中正確的是（　　）

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