如圖，紙面內(nèi)直線MN左側(cè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域OACD中．有方向平行于AC的勻強(qiáng)電場(chǎng)．O處的粒子源沿垂直于AC方向發(fā)射速度為v0的正電粒子，粒子質(zhì)量為m、電荷量為q。粒子恰好從AC的中點(diǎn)P經(jīng)過。不計(jì)粒子重力。

（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E；

（2）若MN右側(cè)全部空間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使粒子再次進(jìn)入電場(chǎng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件：

（3）若MN右側(cè)的磁場(chǎng)僅限于左邊界與MN重合的矩形區(qū)域內(nèi)．求粒子從離開P點(diǎn)到再次垂直進(jìn)入電場(chǎng)經(jīng)歷的最長(zhǎng)時(shí)間。

（1）（2）（3）

【解析】

試題分析：（1）粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程：

聯(lián)立得：

（2）設(shè)粒子經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，方向與AC夾角為θ，則

得：，θ=45°

粒子將從PC中間某處再次進(jìn)入電場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度最小時(shí)對(duì)應(yīng)的位置是C點(diǎn)，軌跡如圖所示

由幾何關(guān)系得：

又得：

磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足的條件是

（3）要使粒子垂直AC進(jìn)入電場(chǎng)，則粒子離開P點(diǎn)后先做一段直線運(yùn)動(dòng)再入磁場(chǎng)，最長(zhǎng)時(shí)間對(duì)應(yīng)粒子從C點(diǎn)進(jìn)入，軌跡如圖所示

由P到C過程：

整理得：

考點(diǎn)：本題旨在考查帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年江西南昌十所省高三第二次模擬沖刺物理卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒用如圖實(shí)驗(yàn)裝置．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：O是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)．計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示．已知m1＝50 g，m2＝150 g，則(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)：

①在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v＝________ m/s；

②從打下第“0”點(diǎn)到打下第“5”點(diǎn)的過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk＝________ J，系統(tǒng)勢(shì)能的減少量ΔEp＝______J；(取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝10 m/s2)

③若某同學(xué)作出v2－h(huán)圖象如圖，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝_____m/s2.

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年福建省四地六校高一下學(xué)期第一次聯(lián)考物理卷（解析版） 題型：選擇題

下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合外力、合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系正確的是

A.如果物體所受的合外力為零，那么，合外力對(duì)物體做的功一定為零

B.如果合外力對(duì)物體所做的功為零，則合外力一定為零

C.物體在合外力作用下作變速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一定變化

D.物體的動(dòng)能不變，所受的合外力必定為零

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年山東省棗莊市高三上學(xué)期期末考試物理卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B，分別用細(xì)線懸在等高的O1、O2兩點(diǎn)，A球的懸線比B球的懸線長(zhǎng)，把兩球的懸線拉到水平后將小球無初速度的釋放，則經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)（以懸點(diǎn)所在水平面為零勢(shì)能面），下列說法正確的是

A．A球的速度大于B球的速度

B．懸線對(duì)A球的拉力大于對(duì)B球的拉力

C．A球的向心加速度等于B球的向心加速度

D．A球的機(jī)械能大于B球的機(jī)械能

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年山東省泰安市高三下學(xué)期一模診斷測(cè)試物理卷（解析版） 題型：選擇題

下列說法中正確的是 __________（雙選，填正確答案標(biāo)號(hào)）

A．天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部有電子

B．發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是

C．衰變成要經(jīng)過6次衰變和8次衰變

D．氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出光子的能量，高于從氫原子n=8能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)所釋放出光子的能量

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年山東省泰安市高三下學(xué)期一模診斷測(cè)試物理卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一豎直絕緣輕彈簧的下端固定在地面上，上端連接一帶正電小球，小球靜止時(shí)位于N點(diǎn)，彈簧恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)。保持小球的帶電量不變，現(xiàn)將小球提高到M點(diǎn)由靜止釋放。則釋放后小球從M運(yùn)動(dòng)到N過程中

A．小球的機(jī)械能與彈簧的彈性勢(shì)能之和保持不變

B．小球重力勢(shì)能的減少量等于小球電勢(shì)能的增加量

C．彈簧彈性勢(shì)能的減少量等于小球動(dòng)能的增加量

D．小球動(dòng)能的增加量等于電場(chǎng)力和重力做功的代數(shù)和

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年貴州八校聯(lián)盟高三第二次聯(lián)考物理卷（解析版） 題型：選擇題

下列說法正確的有________(填入正確選項(xiàng)前的字母．選對(duì)一個(gè)給2分，選對(duì)兩個(gè)給4分，

選對(duì)三個(gè)給5分；每選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得分為0分)

A．普朗克曾經(jīng)大膽假設(shè)：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的最小能量值叫做能量子

B．粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，這是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)之一

C．由玻爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要輻射一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小

D．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同種頻率的光照射不同的金屬表面，從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，則這種金屬的逸出功越大

E．在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，因此，光子散射后波長(zhǎng)變短

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年廣東省揭陽市畢業(yè)班高考第一次模擬考試物理卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，絕緣光滑水平面上放置有不帶電的質(zhì)量為mA=2kg的滑塊A和質(zhì)量為mB=1kg，帶電荷量q=+5C的滑塊B。A、B之間夾有一壓縮的絕緣彈簧（與A、B不連接），彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能為Ep=12J。水平面與傳送帶最左端M相切，傳送帶的長(zhǎng)度L=2m，M點(diǎn)的右邊存在水平向右的場(chǎng)強(qiáng)為E=2V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)，滑塊B與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2。現(xiàn)在自由釋放A、B，B滑上傳送帶之前已經(jīng)與彈簧脫離，(g=10 m/s2)，求：

（1）滑塊A、B脫離彈簧時(shí)A、B的速度大��；

（2）若傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，試討論滑塊B運(yùn)動(dòng)到傳送帶N端的動(dòng)能Ek與傳送帶的速度v的關(guān)系。

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科目：高中物理 來源：2014-2015學(xué)年北京市豐臺(tái)區(qū)高三3月統(tǒng)一練習(xí)（一模）物理卷（解析版） 題型：計(jì)算題

變化的磁場(chǎng)可以激發(fā)感生電場(chǎng)，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備。它的基本原理如圖所示，上、下為兩個(gè)電磁鐵，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電子在真空室內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，在兩極間產(chǎn)生一個(gè)由中心向外逐漸減弱、而且變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在真空室內(nèi)激發(fā)感生電場(chǎng)，其電場(chǎng)線是在同一平面內(nèi)的一系列同心圓，產(chǎn)生的感生電場(chǎng)使電子加速。圖1中上部分為側(cè)視圖、下部分為俯視圖。已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，初速度為零，電子圓形軌道的半徑為R。穿過電子圓形軌道面積的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖2所示，在t0 時(shí)刻后，電子軌道處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，電子加速過程中忽略相對(duì)論效應(yīng)。

（1）求在t0 時(shí)刻后，電子運(yùn)動(dòng)的速度大�。�

（2）求電子在整個(gè)加速過程中運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)；

（3）電子在半徑不變的圓形軌道上加速是電子感應(yīng)加速器關(guān)鍵技術(shù)要求。試求電子加速過程中電子軌道處的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律。

當(dāng)磁場(chǎng)分布不均勻時(shí)，可認(rèn)為穿過一定面積的磁通量與面積的比值為平均磁感應(yīng)強(qiáng)度 。請(qǐng)進(jìn)一步說明在電子加速過程中，某一確定時(shí)刻電子軌道處的磁感應(yīng)強(qiáng)度與電子軌道內(nèi)的平均磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系。

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