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(14分)如图所示,空间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场交界于虚线,电场强度为,虚线下方匀强磁场范围足够大,磁感应强度为,现有质量为、电量为的带正电粒子从距电磁场边界处无初速释放(带电粒子重力可忽略不计).求: 

(1)带电粒子刚离开电场时速度大小;
(2)带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径;
(3)带电粒子第一次在匀强磁场中运动的时间.
(1)    (2)     (3)

试题分析:(1)设带电粒子在匀强电场中加速后的速度大小为
由动能定理得:             (3分)
解得:                  (2分)
(2)设带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径为
 即               (3分)
联立解得:               (2分)
(3)由   可得            (2分)
则带电粒子在匀强磁场中运动的时间  (2分)
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

(16分)如图所示装置由加速电场、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场处在加有电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板之间,匀强磁场水平宽度为l,竖直宽度足够大,处在偏转电场的右边,如图甲所示。大量电子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场。当两板没有加电压时,这些电子通过两板之间的时间为2t0,当在两板间加上如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时,所有电子均能通过电场,穿过磁场,最后打在竖直放置的荧光屏上(已知电子的质量为m、电荷量为e)。求:

(1)如果电子在t=0时刻进入偏转电场,求它离开偏转电场时的侧向位移大小;
(2)通过计算说明,所有通过偏转电场的电子的偏向角(电子离开偏转电场的速度方向与进入电场速度方向的夹角)都相同。
(3)要使电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在某一真空中,只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场,在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒,恰能沿图示虚线由A向B做直线运动.那么(  )
A.微粒带正、负电荷都有可能
B.微粒做匀减速直线运动
C.微粒做匀速直线运动
D.微粒做匀加速直线运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

磁流体发电是一项新兴技术,它可以把物体的内能直接转化为电能,如图所示,平行金属板A、B之间相距为d,板间的磁场按匀强磁场处理,磁感应强度为B,等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场,金属板A、B是边长为a的正方形,等离子体的电阻率为ρ,外接电阻R。求:

(1)发电机的电动势;
(2)电阻R上的电流;
(3)要使等离子体能进入磁场所需的外力.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

两平行金属板的间距恰好等于极板的长度。现有重力不计的正离子束以相同的初速度v0平行于两板从两板的正中间向右射入。第一次在两板间加恒定的电压,建立起场强为E的匀强电场,则正离子束刚好从上极板的右边缘射出;第二次撤去电场,在两板间建立起磁感应强度为B,方向垂直于纸面的匀强磁场,则正离子束刚好从下极板右边缘射出。由此可知E与B大小的比值是  (    )
A.1.25v0B.0.5v0C.0.25v0 D.v0

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,水平放置的平行板电容器间有匀强磁场,开关S闭合时一带电粒子恰好水平向右匀速穿过两板,重力不计,下列说法正确的是 (  )
A.保持开关闭合,若滑片P向上滑动,粒子不可能从下极板边缘射出
B.保持开关闭合,若滑片P向下滑动,粒子不可能从下极板边缘射出
C.保持开关闭合,若A极板向上移动后,调节滑片P的位置,粒子仍可能沿直线射出
D.如果开关断开,粒子继续沿直线射出

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,间距为、半径为的内壁光滑的圆弧固定轨道,右端通过导线接有阻值为的电阻,圆弧轨道处于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为。质量为、电阻为、长度也为的金属棒,从与圆心等高的处由静止开始下滑,到达底端时,对轨道的压力恰好等于金属棒的重力2倍,不计导轨和导线的电阻,空气阻力忽略不计,重力加速度为。求:

(1)金属棒到达底端时,电阻两端的电压多大;
(2)金属棒从处由静止开始下滑,到达底端的过程中,通过电阻的电量
(3)用外力将金属棒以恒定的速率从轨道的低端拉回与圆心等高的处的过程中,电阻产生的热量

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(20分)一个“”形导轨PONQ,其质量为M=2.0kg,放在光滑绝缘的水平面上,处于匀强磁场中,另有一根质量为m=0.60kg的金属棒CD跨放在导轨上,CD与导轨的动摩擦因数是0.20,CD棒与ON边平行,左边靠着光滑的固定立柱a、b,匀强磁场以ab为界,左侧的磁场方向竖直向上(图中表示为垂直于纸面向外),右侧磁场方向水平向右,磁感应强度的大小都是0.80T,如图所示,已知导轨ON段长为0.50m,电阻是0.40Ω,金属棒CD的电阻是0.20Ω,其余电阻不计。导轨在水平拉力作用下由静止开始以0.20m/s2的加速度做匀加速直线运动,一直到CD中的电流达到4.0A时,导轨改做匀速直线运动.设导轨足够长,取g=10m/s2.求:

⑴导轨运动起来后,C、D两点哪点电势较高?
⑵导轨做匀速运动时,水平拉力F的大小是多少?
⑶导轨做匀加速运动的过程中,水平拉力F的最小值是多少?
⑷CD上消耗的电功率为P=0.80W时,水平拉力F做功的功率是多大?

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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,阻值为R的导体棒ab垂直放在光滑足够长的U形导轨的底端,U形导轨的顶端连接一个阻值为R的电阻,导轨平面与水平面成角,整个装置处在与导轨平面垂直的匀强磁场中.现给导体棒沿导轨向上的初速度,在导体棒上升到最高点的过程中电阻上产生了的热量,返回过程中,导体棒在到达底端前已经做匀速运动,速度大小为.导轨电阻不计,重力加速度为g.求:

(1)导体棒从开始运动到返回底端的过程中,回路中产生的电热;
(2)导体棒上升的最大高度.
(3)导体棒在底端开始运动时的加速度大小;

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