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(18分) 在直角坐标系第一象限与第三象限分布有如图所示的匀强磁场和匀强电场,电场强度为E、磁感应强度为;现在第三象限中从P点以初速度沿x轴方向发射质量为,带的离子,离子经电场后恰从坐标原点O射入磁场。

(1)已知P点的纵坐标为,试求P点的横坐标x;
(2)若离子经O点射入磁场时的速度为2,试求离子在磁场中运动的时间及磁场出射点距O点的距离d。
(1)  (2)   

试题分析:(1)粒子从P点抛出后,初速度方向与电场方向垂直,粒子做类平抛运动
竖直方向:  
水平方向:
整理得:
(2)粒子运动轨迹如下图

经过O点时,速度与x轴夹角为,则根据速度的合成有
,圆周运动对应的圆心角为
粒子在磁场中匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力
圆周运动半径
圆周运动的周期
粒子圆周运动的时间
根据几何关系得圆周运动弦长即出射点到O点的距离
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动.已知电场强度为E,磁感应强度为B,则液滴的质量和环绕速度分别为
A.
B.
C.B
D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5 m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02 kg,电阻均为R=0.1 Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2 T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能够保持静止.取g=10 m/s2,问:

(1)通过棒cd的电流I是多少,方向如何?
(2)棒ab受到的力F多大?
(3)棒cd每产生Q=0.1 J的热量,力F做的功W是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

在xoy平面直角坐标系的第Ⅰ象限有射线OA,OA与x轴正方向夹角为30°,如图所示,OA与y轴所夹区域存在y轴负方向的匀强电场,其它区域存在垂直坐标平面向外的匀强磁场;有一带正电粒子质量m,电量q,从y轴上的P点沿着x轴正方向以大小为v0的初速度射入电场,运动一段时间沿垂直于OA方向经过Q点进入磁场,经磁场偏转,过y轴正半轴上的M点再次垂直进入匀强电场。已知OP = h,不计粒子的重力。

⑴ 求粒子垂直射线OA经过Q点的速度vQ
⑵ 求匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B的比值;
⑶ 粒子从M点垂直进入电场后,如果适当改变电场强度,可以使粒子再次垂直OA进入磁场,再适当改变磁场的强弱,可以使粒子再次从y轴正方向上某点垂直进入电场;如此不断改变电场和磁场,会使粒子每次都能从y轴正方向上某点垂直进入电场,再垂直OA方向进入磁场……,求粒子从P点开始经多长时间能够运动到O点?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xOy平面向外.一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上y=b处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x=2b处的P2点进入磁场,并经过y轴上y=-2b处的P3点,不计粒子重力.求:

(1)电场强度的大小;
(2)粒子到达P2时速度的大小和方向;
(3)磁感应强度的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在竖直平面内建立xOy直角坐标系,Oy表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场,现有一个带电量为2.5×10-4C,质量为0.5kg 的小球从坐标原点O沿y轴正方向以一定的初速度竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中的Q点,不计空气阻力,g取10 m/s2。试分析求解:

(1) 小球带何种电荷;
(2) 该匀强电场的电场强度大小;
(3) 小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量;
(4) 小球落回x轴时的动能。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

图为带电微粒的速度选择器示意图,若使之正常工作,则以下叙述哪个是正确的(     )

A.P1的电势必须高于P2的电势
B.从S2出来的只能是正电荷,不能是负电荷
C.如果把正常工作时的B和E的方向都改变为原来的相反方向,选择器同样正常工作
D.匀强磁场的磁感应强度B、匀强电场的电场强度E和被选择的速度v的大小应满足v=BE

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在图所示的空间直角坐标系所在的区域内,同时存在匀强电场E和匀强磁场B。已知从坐标原点O沿x轴正方向射入的质子,穿过此区域时未发生偏转,则可以判断此区域中E和B的方向可能是

A.E和B都沿y轴的负方向
B.E和B都沿x轴的正方向
C.E沿y轴正方向,B沿z轴负方向
D.E沿z轴正方向,B沿y轴负方向

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,竖直放置的平行带电导体板A、B和水平放置的平行带电导体板C、D,B板上有一小孔,从小孔射出的带电粒子刚好可从C、D板间左上角切入C、D板间电场,已知C、D板间距离为d,长为2d,  UAB=UCD=U>0,在C、D板右侧存在有一个垂直向里的匀强磁场。质量为m,电量为q的带正电粒子由静止从A板释放,沿直线运动至B板小孔后贴近C板进入C、D板间,最后能进入磁场中。带电粒子的重力不计。求:

(1)带电粒子从B板小孔射出时的速度大小v0;
(2)带电粒子从C、D板射出时的速度v大小和方向;
(3)欲使带电粒子不再返回至C、D板间,右侧磁场的磁感应强度大小应该满足什么条件?

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