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电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理。某一水平面内有一直角坐标系xOy平面,x=0和x=L=10cm的区间内有一沿x轴负方向的有理想边界的匀强电场E1=1.0×104V/m,x=L和x=3L的区间内有一沿y轴负方向的有理想边界的匀强电场E2=1.0×104V/m,一电子(为了计算简单,比荷取为:)从直角坐标系xOy平面内的坐标原点O以很小的速度进入匀强电场E1,计算时不计此速度且只考试xOy平面内的运动。求:

(1)电子从O点进入到离开x=3L处的电场所需的时间;
(2)电子离开x=3L处的电场时的y坐标;
(3)电子度开x=3L处的电场时的速度大小和方向。
(1)(2)0.1(3) 

试题分析:设电子离开x=L的位置记为P点,离开x=3L的位置记为Q点,则:

(1)(2分)
(2分)
运动到Q点时:(2分)
所以总时间为:(1分)
(2)电子运动到Q点时:(3分)
(3)电子离开x=3L处的电场时:

点评:本题要求同学们能正确分析粒子的受力情况,难度适中
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,一个质量为m,电荷量为q的带负电的粒子(重力不计),以初速度v由狭缝S1,垂直进入电场强度为E的匀强电场中.
(1)为了使此粒子不改变方向从狭缝S2穿出,则必须在匀强电场区域加入匀强磁场,求匀强磁场B1的大小和方向.
(2)带电粒子从S2穿出后垂直边界进入一个矩形区域,该区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,粒子运动轨迹如图所示,若射入点与射出点间的距离为L,求该区域的磁感应强度B2的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在xOy平面内有一范围足够大的匀强电场,电场强度大小为E,电场方向在图中未画出.在y≤l的区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里.一电荷量为+q、质量为m的粒子,从O点由静止释放,运动到磁场边界P点时的速度刚好为零,P点坐标为(l,l),不计粒子所受重力.

(1)求从O到P的过程中电场力对带电粒子做的功,并判断匀强电场的方向.
(2)若该粒子在O点以沿OP方向、大小的初速度开始运动,并从P点离开磁场,此过程中运动到离过OP的直线最远位置时的加速度大小,则此点离OP直线的距离是多少?
(3)若有另一电荷量为-q、质量为m的粒子能从O点匀速穿出磁场,设,求该粒子离开磁场后到达y轴时的位置坐标.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,纸面内有E、F、G三点,∠GEF=30°,∠EFG=135°,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。先使带有电荷量为qq>0)的点电荷a在纸面内垂直于EFF点射出,其轨迹经过G点;再使带有同样电荷量的点电荷b在纸面内与EF成一定角度从E点射出,其轨迹也经过G点,两点电荷从射出到经过G点所用的时间相同,且经过G点时的速度方向也相同。已知点电荷a的质量为m,轨道半径为R,不计重力,求:

(1)点电荷a从射出到经过G点所用的时间;
(2)点电荷b的速度大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小E=3.0×104N/C。有一个质量m=4.0×10-3kg的带电小球,用绝缘轻细线悬挂起来,静止时细线偏离竖直方向的夹角θ=37°。取g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80,不计空气阻力的作用。求:

(1)求小球所带的电荷量及电性;
(2)如果将细线轻轻剪断,求细线剪断后,小球运动的加速度大小;
(3)从剪断细线开始经过时间t=0.20s,求这段时间内小球电势能的变化量。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,ABCD是足够长的平行光滑导轨,其间距为l,导轨平面与水平面的夹角为θ。整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,AC端连有电阻值为R的电阻。若将一质量M,垂直于导轨的金属棒EF在距BDs处由静止释放,在EF棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段。今用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把EF棒从BD位置由静止推至距BDs处,突然撤去恒力F,棒EF先向上运动,最后又回到BD端。(金属棒、导轨的电阻均不计)求:

(1)EF棒下滑过程中的最大速度;
(2)请描述EF棒自撤去外力F又回到BD端整个过程的运动情况,并计算有多少电能转化成了内能?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

光滑的平行金属导轨长L=2 m,两导轨间距d=0.5 m,轨道平面与水平面的夹角θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.6 Ω的电阻,轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B=1 T,如图所示.有一质量m=0.5 kg、电阻r=0.4 Ω的金属棒ab,放在导轨最上端,其余部分电阻不计.已知棒ab从轨道最上端由静止开始下滑到最底端脱离轨道的过程中,电阻R上产生的热量Q1=0.6 J,取g=10 m/s2,试求:

(1)当棒的速度v=2 m/s时,电阻R两端的电压;
(2)棒下滑到轨道最底端时速度的大小;
(3)棒下滑到轨道最底端时加速度a的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)如图甲所示,两水平放置的平行金属板A、B的板长,板间距离d=0.10m,在金属板右侧有一范围足够大,方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=1.0×10-2T,其左边界为y轴.在t=0时刻,两金属板间加如图乙所示的正弦交变电压.现从t=0开始,位于极板左侧的粒子源沿x轴向右以1000个/秒的数量连续均匀发射带正电的粒子,粒子均以的初速度沿x轴进入电场,经电场后部分粒子射入磁场.已知带电粒子的比荷,粒子通过电场区域的极短时间内,极板间的电压可以看作不变,不计粒子重力,不考虑极板边缘及粒子间相互影响.试求:

(1)t=0时刻进入的粒子,经边界y轴射入磁场和射出磁场时两点间的距离;
(2)每秒钟有多少个粒子进入磁场;
(3)何时刻由粒子源进入的带电粒子在磁场中运动时间最长,求最长时间tm(π≈3).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一带电小球M在相互垂直的匀强电场、匀强磁场中作匀速圆周运动,匀强电场竖直向上,匀强磁场水平且垂直纸面向里,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.小球一定带负电
B.由于洛伦兹力不做功,故小球在运动过程中机械能守恒
C.由于合外力做功等于零,故小球在运动过程中动能不变
D.沿垂直纸面方向向里看,小球的绕行方向既可以是顺时针也可以是逆时针方向

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