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如图所示,AB间存在与竖直方向成45°角斜向上的匀强电场E1,BC间存在竖直向上的匀强电场E2,AB间距为0.2 m,BC间距为 0.1 m,C为荧光屏,质量m=1.0×10-3kg,电荷量q=+1.010-2C的带电粒子由a点静止释放,恰好沿水平方向经过b点到达荧光屏的O点。若在BC间再加方向垂直纸面向外大小为B =" 1.0" T的匀强磁场,粒子经b点偏转到达荧光屏的O′点(未画出).取g =" 10" m/s2.求:

⑴ E1的大小;
⑵ 加上磁场后,粒子由b点到O′点电势能的变化量. (结果保留两位有效数字)
(1)E1=1.4V/m;(2)2.7×10-4J

试题分析:(1)粒子在AB间作匀加速直线运动,受力如图,

qE1cos45°="mg"
E1=1.4V/m
(2)由动能定理得:qE1sin45°?dAB
=2m/s
加磁场前粒子在BC间作匀速直线运动
则有qE2=mg
加磁场后粒子作匀速圆周运动,轨迹如图.

由牛顿第二定律得:qvbB=
R=0.2m  
设偏转距离为y,由几何关系得:R2=dBC2+(R?y)2
解得:y=2.7×10-2m
W=?qE2?y=?mgy=?2.7×10?4J
即电势能变化了2.7×10-4J
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,竖直放置的两块很大的平行金属板a、b,相距为d,ab间的电场强度为E,今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变成水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域,bc宽度也为d,所加电场大小为E,方向竖直向上;磁感应强度方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小等于,重力加速度为g,则下列说法中正确的是(  )
A.粒子在ab区域中做匀变速运动,运动时间为
B.粒子在bc区域中做匀速圆周运动,圆周半径r=d
C.粒子在bc区域中做匀速直线运动,运动时间为
D.粒子在ab、bc区域中运动的总时间为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,a、b为竖直正对放置的平行金属板构成的偏转电场,其中a板带正电,两板间的电压为U,在金属板下方存在一有界的匀强磁场,磁场的上边界为与两金属板下端重合的水平面PQ,PQ下方的磁场范围足够大,磁场的磁感应强度大小为B,一比荷为带正电粒子以速度为v0从两板中间位置与a、b平等方向射入偏转电场,不计粒子重力,粒子通过偏转电场后从PQ边界上的M点进入磁场,运动一段时间后又从PQ边界上的N点射出磁场,设M、N两点距离为x(M、N点图中未画出)。则以下说法中正确的是
A.只减小磁感应强度B的大小,则x减小
B.只增大初速度v0的大小,则x减小
C.只减小偏转电场的电压U的大小,则x不变
D.只减小为带电粒子的比荷大小,则x不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m,a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C,b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10-18C的带正电的粒子(不计重力),从贴近a板的左端以v0 =1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到b板的Q处(图中未画出).求P、Q之间的距离L.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(19分)如图甲所示,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上。在xoy平面内有与y轴平行的匀强电场,在半径为R的圆形区域内加有与xoy平面垂直的匀强磁场。在坐标原点O处放置一带电微粒发射装置,它可以连续不断地发射具有相同质量m、电荷量q(q>0)和初速度为的带电微粒。(已知重力加速度g)

(1)当带电微粒发射装置连续不断地沿y轴正方向发射这种带电微粒时,这些带电微粒将沿圆形磁场区域的水平直径方向离开磁场,并继续沿x轴正方向运动。求电场强度E和磁感应强度B的大小和方向。
(2)调节坐标原点处的带电微粒发射装置,使其在xoy平面内不断地以相同速率v0沿不同方向将这种带电微粒射入第Ⅰ象限,如图乙所示。现要求这些带电微粒最终都能平行于x轴正方向运动,则在保证电场强度E和磁感应强度B的大小和方向不变的条件下,求出符合条件的磁场区域的最小面积。 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏.现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O.试求:

(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间;
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα;
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离x.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在方向竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直放置的平行金属导轨CD、EF.导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为μ.先从t=0时刻起,给金属棒通以图示方向的电流,且电流强度与时间成正比,即:I=kt,其中k为衡量.若金属棒与导轨始终垂直,则关于金属棒的运动情况正确的是(  )

A.金属棒先做加速运动,最后匀速运动
B.金属棒先做加速运动,再做减速运动,最后匀速运动
C.金属棒先做加速运动,再做减速运动,最后静止
D.以上说法均不正确

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(19分) 如图a所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,现将一重力不计、比荷=106 C/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过×10-5 s后,电荷以v0=1.5×104 m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化(图b中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻).求:

(1)匀强电场的电场强度E的大小;(保留2位有效数字)
(2)图b中t=×10-5 s时刻电荷与O点的水平距离;
(3)如果在O点右方d=68 cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间.(sin 37°=0.60,cos 37°=0.80) (保留2位有效数字)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,界面MN与水平地面之间有足够大正交的匀强磁场B和匀强电场E,磁感线和电场线都处在水平方向且互相垂直。在MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落,经电场和磁场到达水平地面。若不计空气阻力,小球在通过电场和磁场的过程中,下列说法中正确的是  
A.小球做匀变速曲线运动
B.小球的电势能保持不变
C.洛伦兹力对小球做正功
D.小球的动能增量等于其电势能和重力势能减少量的总和

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