(20分)如圖所示,直角坐標(biāo)系在一真空區(qū)域里,y軸的左方有一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向跟y軸負(fù)方向成θ=30º角,y軸右方有一垂直于坐標(biāo)系平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在x軸上的A點(diǎn)有一質(zhì)子發(fā)射器,它向x軸的正方向發(fā)射速度大小為v=2.0×106m/s的質(zhì)子,質(zhì)子經(jīng)磁場(chǎng)在y軸的P點(diǎn)射出磁場(chǎng),射出方向恰垂直于電場(chǎng)的方向,質(zhì)子在電場(chǎng)中經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,運(yùn)動(dòng)到x軸的Q點(diǎn)。已知A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為10cm,Q點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為(20-10)cm,質(zhì)子的比荷為。求:

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向;

(2)質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;

(3)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。

解析:

(1)設(shè)質(zhì)子在磁場(chǎng)中做圓運(yùn)動(dòng)的半徑為r。

過(guò)A、P點(diǎn)作速度v的垂線,交點(diǎn)即為質(zhì)子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的圓心O1。由幾何關(guān)系得α=θ=30º,所以:r=2OA=20cm。(2分)

設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,根據(jù)質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)方向和左手定則,可判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蚶。?分)

根據(jù): (2分)      

(2)設(shè)質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,如圖所示,質(zhì)子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓周角為,設(shè)質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為T

   s     (6分)

(3)如圖所示,過(guò)Q點(diǎn)做平行于P點(diǎn)速度方向的平行線,交AMN點(diǎn),在三角形QAN中,邊長(zhǎng)QA=  。由幾何關(guān)系可知β=θ=30º,AN=20cm,所以,N點(diǎn)與O1點(diǎn)是重合的。質(zhì)子在平行于電場(chǎng)方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在垂直于電場(chǎng)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),

 (4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: 題型:

(2009?寧夏)空間有一均勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)中建立如圖所示的直角坐標(biāo)系O-xyz,M、N、P為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn),M點(diǎn)的坐標(biāo)(0,a,0),N點(diǎn)的坐標(biāo)為(a,0,0),P點(diǎn)的坐標(biāo)為(a,
a
2
,
a
2
).已知電場(chǎng)方向平行于直線MN,M點(diǎn)電勢(shì)為0,N點(diǎn)電勢(shì)為1V,則P點(diǎn)的電勢(shì)為( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

在如圖所示的直角坐標(biāo)系xyz所在的區(qū)域內(nèi),存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸的正方向射入質(zhì)子,穿過(guò)這區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn).設(shè)重力可忽略不計(jì),則這區(qū)域中的E和B的方向可能是( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,直角坐標(biāo)系的ox軸水平,oy軸豎直;M點(diǎn)坐標(biāo)為(-0.3m,0)、N點(diǎn)坐標(biāo)為(-0.2m,0);在-0.3m≤X≤-0.2m的長(zhǎng)條形范圍內(nèi)存在豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E0;在X≥0的范圍內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E=20N/C;在第一象限的某處有一圓形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T.有一帶電量q=+1.0×10-4C、質(zhì)量m=2×10-4kg的微粒以v0=0.5m/s的速度從M點(diǎn)沿著x軸正方向飛入電場(chǎng),恰好垂直經(jīng)過(guò)y軸上的P點(diǎn)(圖中未畫(huà)出,yP>0),而后微粒經(jīng)過(guò)第一象限某處的圓形磁場(chǎng)區(qū),擊中x軸上的Q點(diǎn),速度方向與x軸正方向夾角為60°.g取10m/s2.求:
(1)場(chǎng)強(qiáng)E0的大小和方向;
(2)P點(diǎn)的坐標(biāo)及圓形磁場(chǎng)區(qū)的最小半徑r;
(3)微粒從進(jìn)入最小圓形磁場(chǎng)區(qū)到擊中Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間(可以用根號(hào)及π等表示)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi),在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直xOy平面向里,電場(chǎng)線平行于y軸.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球,從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出,經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng),恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),從x軸上的N點(diǎn)第一次離開(kāi)電場(chǎng)和磁場(chǎng),MN之間的距離為L(zhǎng),小球過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角為θ.不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,求:
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向;
(2)小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

在如圖所示的直角坐標(biāo)系中,第一象限內(nèi)存在著一個(gè)水平寬度為L(zhǎng)(ON>L≥
ON
2
)
、高度足夠的豎直條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度用B1表示(大小未知)、方向垂直紙面向內(nèi)(圖中沒(méi)有畫(huà)出).第二、三象限內(nèi)存在著范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2、方向垂直紙面向內(nèi).第四象限內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)用E表示(大小未知),方向水平向右.一個(gè)電荷量為e、質(zhì)量為m的電子,以初速度V0由Y軸上的M點(diǎn)沿與Y軸成θ=600的方向射入第一象限,從N點(diǎn)垂直x軸進(jìn)入第四象限區(qū)域內(nèi),又經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入第三象限區(qū)域,之后恰好通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O.已知0N=b,OM=
2
3
3
b
,OP=2b.求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小和磁場(chǎng)B1左邊界距Y軸的距離.
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大。
(3)電子從P點(diǎn),第一次到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O所經(jīng)歷的時(shí)間t.

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