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    长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，平行金属板的右侧有如下图所示的匀强磁场。一个带电为＋q、质量为m的带电粒子，以初速v0紧贴上板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下板边缘射出，射出时末速度恰与下板成30o角，出磁场时刚好紧贴上板右边缘，不计粒子重力，求：

    （1）两板间的距离；

    （2）匀强电场的场强与匀强磁场的磁感应强度。


    【命题立意】带电粒子在电磁场中发生偏转。

    【思路点拨】带电粒子在电场中的运动有三种类型：第一种，当带电粒子沿磁场方向射入磁场时，不受洛仑兹力作用，粒子只作匀速直线运动；第二种，当带电粒子与磁场方向有一定夹角（夹角）不等于90°）入射时，带电粒子将作螺旋线运动；第三种，当带电粒子垂直于磁场方向射入磁场时，洛仑兹力提供向心力，粒子将作匀速圆周运动。

    【答案】（1）（2）  

    【解析】（1）带电粒子在电场中受到电场力的作用发生偏转，做类平抛运动。

    竖直方向：离开电场时的速度vy=v0tan30°（1分）粒子发生偏转的位移（1分）

    水平方向：粒子匀速运动的时间（1分）联立以上几式解得，（1分）

    （2）在电场中粒子受到电场力，由牛顿第二定律得，qE=ma（1分）

    根据运动学公式有，vy=at（1分）又因为粒子运动时间t=，所以（1分）

    带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即：（1分）

    粒子离开电场时的速度（1分）

    粒子在磁场中的运动轨迹如右图所示（1分）

    由几何关系得，（1分）解得，（1分）


    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如右图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的A点，橡皮绳竖直时处于原长h。让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中   （     ）

    A．圆环机械能守恒

    B．橡皮绳的弹性势能一直增大

    C．橡皮绳的弹性势能增加了mgh

    D．橡皮绳再次到达原长时圆环动能最大

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如下图所示，则A和B导线的横截面积之比为                                                                 

    （     ）

    A．2∶3

    B．1∶3

    C．1∶2

    D．3∶1

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    科目：高中物理 来源： 题型：


     “速度选择器”是一个借助带电粒子在电磁场中偏转的原理，挑选出具有所需速度的粒子的装置。右图是某粒子速度选择器的原理示意图，在一半径为R=10cm的圆柱形桶内有B=10-4T的匀强磁场，方向平行于轴线。在圆柱形桶的某直径两端开有小孔，作为入射孔和出射孔，离子束以不同角度入射，先后有不同速度的离子束射出，现有一离子源发射的比荷为2×1011C/kg的阳离子，且粒子束中速度分布连续，当θ=45°时，出射粒子的速度v的大小是  

    （     ）

    A．×106m/s                      B．2×106 m/s

    C．2×108 m/s                    D．4×106 m/s

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如右图所示，一束粒子（不计重力，初速度可忽略）缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I，再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域Ⅱ，其中磁场的方向如图所示，收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上。则  （     ）

    A．该装置可筛选出具有特定质量的粒子

    B．该装置可筛选出具有特定电量的粒子

    C．该装置可筛选出具有特定速度的粒子

    D．该装置可筛选出具有特定动能的粒子

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如下图所示，有界匀强磁场的宽为l，方向垂直纸面向里，梯形线圈abcd位于纸面内，ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场边界重合。当线圈沿垂直于磁场边界的方向匀速穿过磁场时，线圈中的感应电流I随时间t变化的图线可能是（取顺时针方向为感应电流正方向）                                             

    （     ）

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如下图所示，边长为l的正方形金属框abcd套在U型金属框架MNPQ内，两者都放在光滑的水平地板上，U型框架与方形金属框之间接触良好且无摩擦。方形金属框ac、bd边电阻为R，其余两边电阻不计；U型框架NQ边的电阻为R，其余两边电阻不计。虚线右侧空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感强度大小为B。如果将方形金属框固定不动，用力拉动U型框使它以速度v0垂直NQ边向右匀速运动，求：

    （1）拉力为多大？

    （2）bd两端的电势差为多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如下图所示，匀强磁场磁感应强度B=0.5T，匝数为n=50匝的矩形线圈，绕垂直于匀强磁场的转轴OO′匀速转动，每匝线圈长为L=25cm，宽为d=20cm，线圈每分钟转动1500r，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时。

    （1）写出交流感应电动势e的瞬时值表达式；

    （2）若每匝线圈本身电阻r=0.02Ω，外接一阻值为13Ω的用电器，使线圈与外电路组成闭合电路，写出交流感应电流i的瞬时值表达式；

    （3）若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时，感应电动势e′和感应电流i′的瞬时表达式如何？

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为.不计空气阻力，重力加速度为g,求

    （1）电场强度E的大小和方向；

    （2）小球从A点抛出时初速度v0的大小;

    （3）A点到x轴的高度h.

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