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(17 分)如图所示的坐标系xOy中,x<0, y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场,的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场,X轴上A点坐标为(-L,0),Y轴上B点的坐标为(0,)。有一个带正电的粒子从A点以初速度vA沿y轴正方向射入匀强电场区域,经过B点进入匀强磁场区域,然后经x轴上的C点 (图中未画出)运动到坐标原点O。不计重力。求:

(1)粒子在B点的速度vB是多大?
(2)C点与O点的距离xc是多大?
(3)匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度的比值是多大?
(1) vB=2vA   (2) xc=2L/3    (3)

试题分析:

(1)设粒子在AB的过程中运动时间为t,在B点时速度沿x轴正方向的速度大小为vx,则
  
  
 
解得vB=2vA  
(2)设粒子在B点的速度vBy轴正方向的夹角为θ,则
tanθ=        解得θ=60º
粒子在x≥0的区域内做匀速圆周运动,运动轨迹如图所示,设轨道半径为R,由几何关系有
 
xc=2Rcosθ
xc=2L/3
(或者通过判断BC是直径,△OO1C是等边三角形,由xcR得到xc=2L/3)
(3)设匀强电场强度为E,匀强磁场的磁感应强度为B,粒子质量为m,带电荷量为q,则

 
解得  
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,质量为M ="2.0" kg的小车A静止在光滑水平面上,A的右端停放有一个质量为m ="0.10" kg带正电荷q ="5.0" ´10-2 C的小物体B,整个空间存在着垂直纸面向里磁感应强度B =2.0T的匀强磁场。现从小车的左端,给小车A一个水平向右的瞬时冲量I ="26" N·s,使小车获得一个水平向右的初速度,此时物体B与小车A之间有摩擦力作用,设小车足够长,g 取10m/s2。求:

(1)瞬时冲量使小车获得的动能Ek
(2)物体B的最大速度vm,并在v-t坐标系中画出物体B的速度随时间变化的示意图像;
(3)在A与B相互作用过程中系统增加的内能E

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分) 如下图所示,质量为m=1kg,电荷量为q=5×10-2 C的带正电的小滑块,从半径为R=0.4m的光滑绝缘圆孤轨道上由静止自A端滑下.整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中.已知E=100 V/m,水平向右;B=1T,方向垂直纸面向里.求:

(1)滑块到达C点时的速度;
(2)在C点时滑块对轨道的压力.(g=10 m/s2)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示的空间中存在着正交的匀强电场和匀强磁场,从A点沿AB、AC方向分别抛出两带电小球,关于小球的运动情况,下列说法中正确的是

A.从AB、AC抛出的小球都可能做直线运动
B.只有沿AB抛出的小球才可能做直线运动
C.做直线运动的小球带正电,而且一定是做匀速直线运动
D.做直线运动的小球机械能守恒

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(8分)如图所示,空间存在着电场强度E=2.5×102 N/C、方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0.5 m的绝缘细线一端固定于O点,另一端拴着质量m=0.5 kg电荷量q=4×10-2 C的小球。现将细线拉至水平位置,将小球由静止释放,当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂。取g=10 m/s2。求:

(1)小球的电性;
(2)细线能承受的最大拉力值。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)在如图所示的xoy坐标系中,y>0的区域内存在着沿y轴正方向、场强为E的匀强电场,y<0的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.一带电粒子从y轴上的P(0,h)点以沿x轴正方向的初速度射出,恰好能通过x轴上的D(d,0)点.己知带电粒子的质量为m,带电量为-q.h、d、q均大于0.不计重力的影响.

(1)若粒子只在电场作用下直接到达D点,求粒子初速度的大小
(2)若粒子在第二次经过x轴时到达D点,求粒子初速度的大小
(3)若粒子在从电场进入磁场时到达D点,求粒子初速度的大小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(20分)如图所示,一质量为m、电荷量为q、重力不计的微粒,从倾斜放置的平行电容器I的A板处由静止释放,A、B间电压为U1。微粒经加速后,从D板左边缘进入一水平放置的平行板电容器II,由C板右边缘且平行于极板方向射出,已知电容器II的板长为板间距离的2倍。电容器右侧竖直面MN与PQ之间的足够大空间中存在着水平向右的匀强磁场(图中未画出),MN与PQ之间的距离为L,磁感应强度大小为B,在微粒的运动路径上有一厚度不计的窄塑料板(垂直纸面方向的宽度很小),斜放在MN与PQ之间,=45°。求:

(1)微粒从电容器I加速后的速度大小;
(2)电容器IICD间的电压;
(3)假设粒子与塑料板碰撞后,电量和速度大小不变、方向变化遵循光的反射定律,碰撞时间极短忽略不计,微粒在MN与PQ之间运动的时间和路程。

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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,在坐标系xOy中,y轴右侧有一匀强电场;在第二、三象限内有一有界匀强磁场,其上、下边界无限远,右边界为y轴、左边界为平行于y轴的虚线,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。一带正电,电量为q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的A点射入磁场区域,并从O点射出,粒子射出磁场的速度方向与x轴的夹角θ=45°,大小为v.粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧,且弧的半径为磁场左右边界间距的倍。粒子进入电场后,在电场力的作用下又由O点返回磁场区域,经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从A点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。求:

(1)粒子经过A点时速度的方向和A点到x轴的距离;
(2)匀强电场的大小和方向;
(3)粒子从第二次离开磁场到再次到达磁场所用的时间。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,空间存在一宽度为2L有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。在光滑绝缘水平面内有一边长为L的正方形金属线框,其质量m=1kg、电阻R=4Ω,在水平向左的外力F作用下,以初速度v0=4m/s匀减速进入磁场,线框平面与磁场垂直,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示。以线框右边刚进入磁场时开始计时,求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B;
(2)线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q;
(3)判断线框能否从右侧离开磁场?说明理由。

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