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如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为E,在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等. 有一个带电粒子以初速度v0垂直x轴,从x轴上的P点进入匀强电场,恰好与y轴成45°角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入下面的磁场.已知OP之间的距离为d,则带电粒子(    )
A.在电场中运动的时间为
B.在磁场中做圆周运动的半径为
C.自进入磁场至第二次经过x轴所用时间为
D.自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间为
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试题分析:带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,水平方向做匀加速直线运动,竖直方向做匀速直线运动,出电场时与y轴成45°角,则水平速度与竖直速度相等,则由水平方向,故A选项正确;竖直方向的位移:y=v0t=2d,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,恰好垂直于x轴进入下面的磁场,如图所示,由几何关系可求出粒子的半径,所以B选项错误;由匀速圆周运动运动规律知,,解得,粒子垂直进入下面磁场中继续做匀速圆周运动,又垂直x轴出磁场,粒子自进入磁场至第二次经过x轴所用时间为,选项C选项错误,自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间为,故选项D正确。本题的解题关键是画出运动的示意图。
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

(22分)如图所示,在xOy平面直角坐标系中,直线MN与y轴成30o角,P点的坐标为(,0),在y轴与直线MN之间的区域内,存在垂直于xOy平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场。在直角坐标系xOy的第Ⅳ象限区域内存在沿y轴,正方向、大小为的匀强电场,在x=3a处垂直于x轴放置一平面荧光屏,与x轴交点为Q,电子束以相同的速度v0从y轴上0y2a的区间垂直于y轴和磁场方向射入磁场。已知从y=2a点射入的电子在磁场中轨迹恰好经过O点,忽略电子间的相互作用,不计电子的重力。求:
(1)电子的比荷
(2)电子离开磁场垂直y轴进入电场的位置的范围;
(3)从y轴哪个位置进入电场的电子打到荧光屏上距Q点的距离最远?最远距离为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,水平地面上方有一绝缘弹性竖直薄档板,板高h="3" m,与板等高处有一水平放置的小篮筐,筐口的中心距挡板s="1" m。整个空间存在匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=1T,而匀强电场未在图中画出;质量m=1×10-3kg、电量q=﹣1×10-3C的带电小球(视为质点),自挡板下端的左侧以某一水平速度v0开始向左运动,恰能做匀速圆周运动,若小球与档板相碰后以原速率弹回,且碰撞时间不计,碰撞时电量不变,小球最后都能从筐口的中心处落入筐中。(g取10m/s2,可能会用到三角函数值sin37°=0.6,cos37°=0.8)。试求:

(1)电场强度的大小与方向;
(2)小球运动的可能最大速率;
(3)小球运动的可能最长时间。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一个质量为m、带正电荷的物块在水平电场E=kt(t为时间,k为大于零的常数)的作用下被压在绝缘的竖直墙面上.若电场空间和墙面均足够大,从t=0时刻开始,物块所受的摩擦力的大小Ff随时间t变化的关系图是(  )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,圆形区域竖直轴与水平轴分别为PQ和MN,O为圆心。空间存在水平方向的匀强电场。正点电荷以相同速率v沿各个方向从A点进入圆形区域,从圆周上不同点离开,其中从C点离开时动能最大。则以下判断正确的是:
A.从B点离开圆形区域的带电微粒的动能最小
B.从P点离开圆形区域的带电微粒的动能最小
C.从N点离开圆形区域的带电微粒的速率为v
D.到达M点的粒子电势能最大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(11分)如图所示,纸平面内一带电粒子以某一速度做直线运动,一段时间后进入一垂直于纸面向里的圆形匀强磁场区域(图中未画出磁场区域),粒子飞出磁场后从上板边缘平行于板面进入两面平行的金属板间,两金属板带等量异种电荷,粒子在两板间经偏转后恰从下板右边缘飞出。已知带电粒子的质量为m,电量为q,其重力不计,粒子进入磁场前的速度方向与带电板成θ=60°角。匀强磁场的磁感应强度为B,带电板板长为L,板间距为d,板间电压为U。试解答:

(1)上金属板带什么电?
(2)粒子刚进入金属板时速度为多大?
(3)圆形磁场区域的最小面积为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,aa′、bb′、cc′、dd′为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的竖直边界,三个区域的宽度相同,长度足够大,区域Ⅰ、Ⅲ内分别存在垂直纸面向外和向里的匀强磁场,区域Ⅱ存在竖直向下的匀强电场.一群速率不同的带正电的某种粒子,从边界aa′上的O处,沿着与Oa成30°角的方向射入Ⅰ区.速率小于某一值的粒子在Ⅰ区内运动时间均为t0;速率为v0的粒子在Ⅰ区运动后进入Ⅱ区.已知Ⅰ区的磁感应强度的大小为B,Ⅱ区的电场强度大小为2Bv0,不计粒子重力.求:

(1)该种粒子的比荷
(2)区域Ⅰ的宽度d;
(3)速率为v0的粒子在Ⅱ区内运动的初、末位置间的电势差U;
(4)要使速率为v0的粒子进入Ⅲ区后能返回到Ⅰ区,Ⅲ区的磁感应强度B′的大小范围应为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,在虚线所围的矩形区域内,同时存在场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场。已知从左方水平射入的电子,穿过该区域时未发生偏转,重力可忽略不计,则在这个区域中的E和B的方向不可能的是
A.E和B都沿水平方向,并与电子运动方向相同
B.E和B都沿水平方向,并与电子运动方向相反
C.E竖直向上,B垂直于纸面向外
D.E竖直向上,B垂直于纸面向里

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如图14所示,在坐标系xoy的第一象限内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xoy面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E。一质量为m、带电荷量为的粒子自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限。已知P点坐标为(0,-2),Q点坐标为(4,0),不计粒子重力。求:

(1)求粒子过Q点时速度的大小。
(2)若磁感应强度的大小为一定值B,粒子将以垂直y轴的方向经H点进入第二象限,求B的大小及H点的坐标值;
(3)求粒子在第一象限内运动的时间t。

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