如圖所示的直角坐標(biāo)系中，在，的區(qū)域有一對(duì)平行金屬板M和N，其中N板位于軸上，M、N板加有如圖所示電壓，平行金屬板右側(cè)存在沿y軸負(fù)向與平行金屬板等寬度的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，在的區(qū)域存在垂直紙面的矩形有界磁場(chǎng)，其下邊界和左邊界分別與、軸重合。時(shí)刻一質(zhì)量為，電量為的帶電微粒沿著平金屬板的軸線以初速度向右開始運(yùn)動(dòng)，恰從M板右邊緣的P點(diǎn)沿軸正向進(jìn)入平行金屬板右側(cè)電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后以的速度經(jīng)Q點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，Q點(diǎn)為與y軸的交點(diǎn)，再經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)帶電微粒恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)沿軸負(fù)向返回電場(chǎng)，不計(jì)帶電微粒的重力。求：
（1）平行金屬板M、N間的距離及右側(cè)電場(chǎng)的寬度；
（2）平行金屬板上所加電壓滿足的條件；
（3）矩形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。
（1）（2）  （）（3）
（1）因帶電微粒在P點(diǎn)速度沿軸正向，則帶電微粒在Q點(diǎn)的與水平速度為，設(shè)速度方向夾角為，有： （1分）
在Q點(diǎn)的豎直方向分速度為 （1分）

從P點(diǎn)到Q點(diǎn)，帶電微粒做類平拋運(yùn)動(dòng)：  
（2分）
（2分）
（2）平行金屬板間粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)側(cè)向總位移滿足：
（2分）   又  其中（） （2分）

由上面兩式可解得：  （）（2分）
（3）如圖，設(shè)最小的矩形磁場(chǎng)的高為，寬為，
畫出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，則由幾何知識(shí)可知： 

故；。（2分）
可得矩形磁場(chǎng)的最小面積為：（2分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖2-3所示，一帶電粒子以豎直向上的初速度，自A處進(jìn)入電場(chǎng)強(qiáng)度為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，它受到的電場(chǎng)力恰與重力大小相等。當(dāng)粒子到達(dá)圖中B處時(shí)，速度大小仍為，但方向變?yōu)樗较蛴�，那么A、B之間的電勢(shì)差等于多少？從A到B經(jīng)歷的時(shí)間為多長(zhǎng)？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，相隔一定距離的豎直邊界兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，在邊界上固定兩長(zhǎng)為L的平行金屬極板MN和PQ，兩極板中心各有一小孔S1、S2，兩極板間電壓的變化規(guī)律如圖乙所示，正反向電壓的大小均為U0，周期為T0.在t＝0時(shí)刻將一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為－q(q>0)的粒子由S1靜止釋放，粒子在電場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，在t＝時(shí)刻通過(guò)S2垂直于邊界進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)．(不計(jì)粒子重力，不考慮極板外的電場(chǎng))


(1)求粒子到達(dá)S2時(shí)的速度大小v和極板間距d.
(2)為使粒子不與極板相撞，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)滿足的條件．
(3)若已保證了粒子未與極板相撞，為使粒子在t＝3T0時(shí)刻再次到達(dá)S2，且速度恰好為零，求該過(guò)程中粒子在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在平行板電容器的兩板A、B上，加上如下圖所示的交變電壓，開始B板電勢(shì)比A板電勢(shì)高。在電場(chǎng)力作用下，原來(lái)靜止在兩板中間的電子開始運(yùn)動(dòng)。若兩極板間的距離足夠大，下列說(shuō)法正確的是（  ）

A．電子一直向著A板運(yùn)動(dòng)     
B．電子一直向著B板運(yùn)動(dòng)
C．電子先向A板運(yùn)動(dòng)，然后返回B板運(yùn)動(dòng)，之后在A、B兩板間做周期性往返運(yùn)動(dòng)
D．電子先向B板運(yùn)動(dòng)，然后返回A板運(yùn)動(dòng)，之后在A、B兩板間做周期性往返運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖(甲)所示,兩個(gè)平行金屬板P?Q正對(duì)豎直放置,兩板間加上如圖(乙)所示的交變電壓.t=0時(shí),Q板比P板電勢(shì)高U0,在兩板的正中央M點(diǎn)有一電子在電場(chǎng)力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)(電子所受重力可忽略不計(jì)),已知電子在0~4t0時(shí)間內(nèi)未與兩板相碰.則電子速度方向向左且速度大小逐漸增大的時(shí)間是(    )
A．0<t<t0B．t0<t<2t0
C．2t0<t<3t0D．3t0<t<4t0

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，A、B兩導(dǎo)體板平行放置，在t=0時(shí)將電子從A板附近由靜止釋放（電子的重力忽略不計(jì)）。分別在A、B兩板間加四種電壓，它們的UAB—t圖線如下列四圖所示。其中可能使電子到不了B板的是 ：

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為m＝0.2 kg，帶電荷量為q＝＋2.0×10－6 C的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1.從t＝0時(shí)刻開始，空間加上一個(gè)如圖乙所示的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呈周期性變化的電場(chǎng)(取水平向右的方向?yàn)檎较颍?i>g取10 m/s2)，求：

小題1: 23秒內(nèi)小物塊的位移大��；
小題2: 23秒內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

平行正對(duì)極板A、B間電壓為U0，兩極板中心處均開有小孔．平行正對(duì)極板C、D長(zhǎng)均為L(zhǎng)，板間距離為d，與A、B垂直放置，B板中心小孔到C、D兩極板距離相等．現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為+q的粒子從A板中心小孔處無(wú)初速飄入A、B板間，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，恰好從D板的邊沿飛出．該粒子所受重力忽略不計(jì)，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)．
（1）指出A、B、C、D四個(gè)極板中帶正電的兩個(gè)極板；
（2）求出粒子離開B板中心小孔時(shí)的速度大��；
（3）求出C、D兩極板間的電壓．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

兩平行金屬板水平放置，如圖所示，M板帶正電，N板帶負(fù)電，有A、B兩個(gè)帶正電的微粒以相同的速度，從P點(diǎn)沿水平方向射入電場(chǎng)，經(jīng)一段時(shí)間后，A落在N板上的A點(diǎn)，B落在N板上的B點(diǎn)，重力不計(jì)，則（　　）
①A的加速度比B大
②A的荷質(zhì)比比B大
③若電量相等，則B到達(dá)N板時(shí)的動(dòng)能比A大
④若質(zhì)量相等，則A的動(dòng)量改變量比B大．
A．①②B．①②③C．①②④D．①②③④

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