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如图,平行金属板倾斜放置,AB长度为L,金属板与水平方向的夹角为θ,一电荷量为-q、质量为m的带电小球以水平速度v0进入电场,且做直线运动,到达B点。离开电场后,进入如下图所示的电磁场(图中电场没有画出)区域做匀速圆周运动,并竖直向下穿出电磁场,磁感应强度为B。试求:
小题1:带电小球进入电磁场区域时的速度v。
小题2:带电小球在电磁场区域做匀速圆周运动的时间。
小题3:重力在电磁场区域对小球所做的功。

小题1:
小题2:
小题3:
(1)对带电小球进行受力分析,带电小球受重力mg和电场力F,F=Fsinθ,mg=Fcosθ(1分)

解得F=mgtanθ(1分)
根据动能定理
解得(2分)
(2)带电小球进入电磁场区域后做匀速圆周运动,说明电场力和重力平衡,带电小球只在洛伦兹力作用下运动。通过几何知识可以得出,带电粒子在磁场中运动了圆周,运动时间为(2分)
(3)带电小球在竖直方向运动的高度差等于一个半径,h=R=(2分)
重力做的功为(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:单选题

如图,一个半径为L的半圆形硬导体AB以速度v在水平U型框架上匀速滑动,匀强磁场的磁感应强度为B,回路电阻为R0,半圆形硬导体AB的电阻为r,其余电阻不计,则半圆形导体AB切割磁感线产生感应电动势的大小及AB之间的电势差分别为
A.2B.
C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在以下几幅图中,洛伦兹力的方向判断正确的是:

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两个相同的带电粒子,不计重力,同时从A孔沿AD方向射入一正方形空腔的匀强磁场中,它们的轨迹分别为a和b,则它们的速率和在空腔里的飞行时间关系是(   )
A.va= vb,ta< tb
B.va > vb,ta > tb
C.va < vb,ta = tb
D.va > vb,ta < tb

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,与电源断开的带电平行金属板相互正对水平放置,两板间存在着水平方向的匀强磁场.某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止开始下滑,经过轨道端点P(轨道上P点的切线沿水平方向)进入板间后恰好沿水平方向做直线运动.若保持磁感应强度不变,使两板间的距离稍减小一些,让小球从比a点稍低一些的b点由静止开始滑下,在经P点进入板间的运动过程中( )
A.电场力对小球做负功
B.小球所受电场力变大
C.小球仍可能做直线运动
D.小球将做曲线运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(选修3-1的考生做) (8分)
如图所示,一个电子的质量为m,电荷量为e,让它以初速度v0,从屏S上的O点垂直于S射入其右边区域。该区域有垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,该区域为真空。
(1)求电子回到屏S时距离O点有多远;
(2)若电子在磁场中经过某点POP连线与v0θ=600角,求该电子从O点运动到P点所经历的时间t

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

由于科学研究的需要,常常将质子和α粒子等带电粒子贮存在圆环状空腔中,圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B.如果质子和α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同(如图中虚线所示),磁场也相同,比较质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能EkHE及周期THTα的大小,有( )
A.EkHETHTαB.EkHETHTαC.EkHETHTαD.EkHETHTα

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在xOy平面内,电荷量为q、质量为m的电子,从原点O垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,电子的速度为v0,方向与x轴正方向成30°角,试求:
(1)电子从O点开始,第一次到达x轴所用的时间是多少?
(2)电子经过x轴的位置距坐标原点O的距离是多少?

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