（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(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 =" 0.40" T，方向垂直紙面向里，電場(chǎng)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(chǎng)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(diǎn)射入平行板間，不計(jì)重力，沿中線PQ做直線運(yùn)動(dòng)，穿出平行板后從y軸上坐標(biāo)為（0，0.2m）的Q點(diǎn)垂直y軸射向三角形磁場(chǎng)區(qū)，離子通過x軸時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角為60°。則：

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

試題分析：（1）（2分）粒子在板間沿中線PQ做直線運(yùn)動(dòng)，說明受力平衡，由受力平衡條件得
   V= （2分）
（2）（5分）離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得
       （2分）
 （2分）

規(guī)范做好示意圖1分
（3）（8分）離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，過程示意圖如圖所示，規(guī)范做圖（2分）
由牛頓第二定律得   （2分）
幾何關(guān)系得     （2分）
       （2分）
（4）（4分）離子出磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，幾何關(guān)系得位移
  （2分）
 s        （2分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m，電量為q的質(zhì)子，質(zhì)子每次經(jīng)過電場(chǎng)區(qū)時(shí)，都恰好被電壓為U的電場(chǎng)加速，且電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出 。下列說法正確的是（     ） 
A．若加速電壓U越高,質(zhì)子的能量E將越大。
B．若D形盒半徑R越大，質(zhì)子的能量E將越大。
C．若加速電壓U越高,質(zhì)子在加速器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將越長。
D．若加速電壓U越高,質(zhì)子在加速器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將越短。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，d處固定有負(fù)點(diǎn)電荷Q，一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，射入此區(qū)域時(shí)的軌跡為圖中曲線abc，a、b、c、d恰好是一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)，則有（　　）
A．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)處電勢(shì)高低關(guān)系是φa＝φc>φb
B．質(zhì)點(diǎn)由a到c，電勢(shì)能先增加后減小，在b點(diǎn)動(dòng)能最小
C．質(zhì)點(diǎn)在a、b、c三點(diǎn)處的加速度大小之比為2∶1∶2
D．若將d處的點(diǎn)電荷改為＋Q，該帶電質(zhì)點(diǎn)的軌跡仍可能為曲線abc

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，垂直紙面的兩平行金屬板M、N之間加有電壓，M板上O1處有一粒子源，可不斷產(chǎn)生初速度為零的帶正電粒子，粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，N板右側(cè)是一半徑為R的接地金屬圓筒，圓筒垂直于紙面且可繞中心軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。O2為N板上正對(duì)O1的小孔，O3、O4為圓筒某一直徑兩端的小孔，開始時(shí)O1、O2、O3、O4在同一水平線上。在圓簡上方垂直紙面放置一熒光屏，熒光屏與直線O1O2平行，圓筒轉(zhuǎn)軸到熒光屏的距離OP=3R。不計(jì)粒子重力及粒子間相互作用。

（1）若圓筒靜止且圓筒內(nèi)不加磁場(chǎng)，粒子通過圓筒的時(shí)間為t，求金屬板MN上所加電壓U
（2）若圓筒內(nèi)加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，圓筒繞中心軸以某一角速度逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)MN間的電壓使粒子持續(xù)不斷地以不同速度從小孔O2射出電場(chǎng)，經(jīng)足夠長的時(shí)間，有的粒子打到圓筒上被吸收，有的通過圓筒打到熒光屏上產(chǎn)生亮斑。如果在熒光屏PQ范圍內(nèi)的任意位置均會(huì)出現(xiàn)亮斑，。求粒子到達(dá)熒光屏?xí)r的速度大小的范圍
（3）在第（2）問情境中，若要使進(jìn)入圓筒的粒子均能從圓筒射出來，求圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中建立直角坐標(biāo)系xoy，y軸豎直向上，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的微粒從x軸上的M點(diǎn)射出,方向與x軸夾角為θ,微粒恰能以速度v做勻速直線
運(yùn)動(dòng),重力加速度為g。

（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小及方向；
（2）若再疊加一圓形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),使微粒能到達(dá)x軸上的N點(diǎn)，M、N兩點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)o對(duì)稱，=L，微粒運(yùn)動(dòng)軌跡也關(guān)于y軸對(duì)稱。 己知所疊加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向 垂直xoy平面向外。求磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積S 及微粒從M運(yùn)動(dòng)到N的時(shí)間t。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（22分）如圖所示，在一二象限內(nèi)范圍內(nèi)有豎直向下的運(yùn)強(qiáng)電場(chǎng)E，電場(chǎng)的上邊界方程為。在三四象限內(nèi)存在垂直于紙面向里、邊界方程為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)�，F(xiàn)在第二象限中電場(chǎng)的上邊界有許多質(zhì)量為m，電量為q的正離子，在處有一熒光屏，當(dāng)正離子達(dá)到熒光屏?xí)r會(huì)發(fā)光，不計(jì)重力和離子間相互作用力。

（1）求在處釋放的離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度。
（2）若僅讓橫坐標(biāo)的離子釋放，它最后能經(jīng)過點(diǎn)，求從釋放到經(jīng)過點(diǎn)所需時(shí)間t.
（3）若同時(shí)將離子由靜止釋放，釋放后一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)熒光屏上只有一點(diǎn)持續(xù)發(fā)出熒光。求該點(diǎn)坐標(biāo)和磁感應(yīng)強(qiáng)度。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）．飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可以根據(jù)帶電粒子的飛行時(shí)間對(duì)氣體分子進(jìn)行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同的正離子，自a板小孔進(jìn)入a、b之間的加速電場(chǎng)，從b板小孔射出，沿中心線進(jìn)入M、N間的方形區(qū)域，然后到達(dá)緊靠在其右端的探測(cè)器。已知a、b間的電壓為U0，間距為d，極板M、N的長度為L，間距均為0.2L，不計(jì)離子重力及經(jīng)過a板時(shí)的初速度。

（1）若M、N板間無電場(chǎng)和磁場(chǎng)，求出比荷為k（q/m）的離子從a板到探測(cè)器的飛行時(shí)間
（2）若在M、N間只加上偏轉(zhuǎn)電壓U1，請(qǐng)說明不同的正離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的軌跡是否重合
（3）若在M、N間只加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知進(jìn)入a、b間的正離子有一價(jià)和二價(jià)兩種，質(zhì)量均為m，元電荷為e，試問：
①要使所有離子均通過M、N之間的區(qū)域從右側(cè)飛出，求所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值
②要使所有離子均打在上極板M上，求所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(20分)如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.15T，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在半徑R=0.20m的圓形區(qū)域內(nèi)，圓的左端跟y軸相切于直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O，右端與邊界MN相切于x軸上的A點(diǎn)．MN右側(cè)有平行于x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．置于坐標(biāo)原點(diǎn)O的粒子源，可沿x軸正方向射出速度的帶正電的粒子流，比荷為．不計(jì)粒子重力．右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為現(xiàn)以過O點(diǎn)并垂直于紙面的直線為軸，將圓形磁場(chǎng)區(qū)域按逆時(shí)針方向緩慢旋轉(zhuǎn)90．

求：
(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑；
(2)在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)過程中，粒子經(jīng)過磁場(chǎng)后，途經(jīng)MN進(jìn)入電場(chǎng)，求粒子經(jīng)過MN時(shí)離A點(diǎn)  最遠(yuǎn)的位置B到A點(diǎn)的距離L1；
(3)通過B點(diǎn)的粒子進(jìn)人電場(chǎng)后，再次經(jīng)過MN時(shí)距B點(diǎn)的距離L 2為多大?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）如圖，從陰極K發(fā)射的熱電子，重力和初速度均不計(jì)，通過加速電場(chǎng)后，沿圖示虛線垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)區(qū)域足夠長，寬度為L＝2.5cm。已知加速電壓為U＝182V，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝9.1×10-4T，電子的電量，電子質(zhì)量。求：

（1）電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑R
（2）電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t (結(jié)果保留)
（3）若加速電壓大小可以改變，其他條件不變，為使電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，加速電壓U應(yīng)滿足什么條件？

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