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如图所示,在x>0的空间中,存在沿轴正方向的匀强电场E;在x<0的空间中,存在沿轴负方向的匀强电场,场强大小也为E。一电子(电荷量大小为e、质量为m.)在x=d处的P点以沿y轴正方向的初速度v0开始运动,不计电子重力。

求:

(1)电子第一次到达y轴时的坐标

(2)电子从P到第二次到达Y轴所经历时间

 

【答案】

(1)    (2)

【解析】

试题分析:(1)电子在电场中运动的受力情况及轨迹如图所示(略)。在的空间中,沿y轴正方向以v0的速度做匀速直线运动,沿x轴负方向做匀加速直线运动,设加速度的大小为a

                  

解得,         即电子第一次到达Y轴时的坐标

(2)电子从A点进入的空间后,沿y轴正方向仍做v0的匀速直线运动,沿x轴负方向做加速度大小仍为a的匀减速直线运动,到达Q点。根据运动的对称性得,电子在x轴方向速度减为零的时间,电子沿y轴正方向的位移

电子到达Q点后,在电场力作用下,运动轨迹 QCP1与QAP关于QB对称,而后的运动轨迹沿y轴正方向重复PAQCP1,所以有:电子的沿y轴正方向分运动的周期,所以第二次到达P点的时间为

考点:考查了带电粒子在电场中的运动

点评:带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直 线或曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化 的观点,选用动能定理和功能关系求解.

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(18分)如图所示,在x>0,y>0的空间存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E。一粒子源不断地发射相同的带电粒子,粒子的初速度恒定,并从y轴上的a处沿x轴正方向射入匀强电场中,粒子经电场作用后恰好从x轴上的b处射出。已知oa=2ob=L。若撤去电场,在此区域加一方向垂直于xoy平面的匀强磁场,磁感强度大小为B,其它条件不变,粒子仍恰好从b处射出,不计粒子的重力和粒子之间的相互作用。(sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:

(1)带电粒子的比荷()。

(2)带电粒子在电场中的运动时间t1与带电粒子在磁场中的运动时间t2之比是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在x>0、y>0空间存在一恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B。现把α粒子(的原子核)和质子()在x轴上的Q点以相同速度垂直于x轴射入此磁场,两粒子在磁场中运动轨迹如图中虚线所示,其中一个粒子由坐标原点垂直于x轴射出磁场,另一个粒子在y轴上的P点垂直于y轴射出磁场。以下关于上述过程的说法正确的是

A.从O点射出磁场的是α粒子,从Q点射出磁场的是质子

B.α粒子与质子在磁场中作圆周运动的半径之比为1∶2

C.α粒子与质子在磁场中运动轨迹的长度不相等

D.α粒子与质子在磁场中运动时间相等

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在x>0,y>0的空间有恒定的匀强磁场,磁 感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B,现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子,由x轴上的P点以不同的初速度平行于y轴射入此磁场,其出射方向如图所示,不计重力的影响,则  (   )

       A.初速度最大的粒子是沿①方向射出的粒子 

       B.初速度最大的粒子是沿②方向射出的粒子 

       C.在磁场中运动时间最长的是沿③方向射出的粒子 

       D.在磁场中运动时间最长的是沿④方向射出的粒子

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科目:高中物理 来源:2012届度河北衡水市高三教学质量监测物理卷 题型:选择题

如图所示,在x>0的区域内存在匀强磁场,磁场垂直于图中的Oxy平面,方向指向纸外,原点O处有一离子源,沿各个方向射出质量与速率乘积mv相等的同价负离子,对于进入磁场区域的离子,它们在磁场中做圆弧运动的圆心所在的轨迹,可用下图给出的四个半圆中的一个来表示,其中正确的是                                      (    )

 

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