如圖所示，真空中有一以（r，0）為圓心、半徑為r的圓柱形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感強度大小為B,方向垂直紙面向里.磁場的上方有兩等大的平行金屬板MN，兩板間距離為2r.從O點向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運動軌跡均在紙面內(nèi).當質(zhì)子進入兩板間時兩板間可立即加上如圖所示的電壓，且電壓從t=0開始變化,電壓的最大值為,已知質(zhì)子的電荷量為e，質(zhì)量為m，質(zhì)子在磁場中的偏轉半徑也為r，不計重力,求：
（1）質(zhì)子進入磁場時的速度大小;
（2）若質(zhì)子沿x軸正方向射入磁場，到達M板所需的時間為多少?
（3）若質(zhì)子沿與x軸正方向成某一角度θ的速度射入磁場時，粒子離開磁場后能夠平行于金屬板進入兩板間，求θ的范圍以及質(zhì)子打到M板時距坐標原點O的距離。
（1）（2）
（1）由牛頓第二定律： …………（1分）
解得： ………………（1分）
（2）如圖：質(zhì)子在磁場運動周期，………………（2分）
進入MN間
在0到時間內(nèi)，質(zhì)子不受電場力………………（1分）
在到T時間內(nèi)，質(zhì)子受的電場力。 ………………（1分）
 ………………（1分）  ………………（1分）
 ………………（1分）        ………………（1分）
因此………………（1分）
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，間距的足夠長的光滑平行金屬導軌與水平面成角放置，導軌電阻不計，導軌上端連有的電阻，磁感應強度為的勻強磁場垂直導軌平面向上，時刻有一質(zhì)量，電阻的金屬棒，以的初速度從導軌上某一位置開始沿導軌向上滑行，金屬棒垂直導軌且與導軌接觸良好，與此同時對金屬棒施加一個沿斜面向上且垂直于金屬棒的外力，使金屬棒做加速度大小為的勻減速直線運動，則：

（1）時，外力的大��？
（2）若已知金屬棒運動從開始運動到最高點的過程中，電阻上產(chǎn)生的熱量為，求此過程中外力做的功？
（3）到最高點后，撤去外力，經(jīng)過足夠長時間后，最終電阻上消耗的功率是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，有位于豎直平面上的半徑為R的圓形光滑絕緣軌道，其上半部分處于豎直向下、場強為E的勻強電場中，下半部分處于水平向里的勻強磁場中。質(zhì)量為m，電量為q的帶正電小球，從軌道的水平直徑的M端由靜止釋放，若小球在某一次通過最低點時對軌道的壓力為零，求：
（1）磁感強度B的大小。
（2）小球對軌道最低點的最大壓力。
（3）若要小球在圓形軌道內(nèi)作完整的圓周運動，小球從軌道的水平直徑的M端下滑的最小速度。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，電阻忽略不計的、兩根平行的光滑金屬導軌豎直放置，其上端接一阻值為3 的定值電阻．在水平虛線、間有一與導軌所在平面垂直的勻強磁場、磁場區(qū)域的高度為．導體棒的質(zhì)量，電阻；導體棒的質(zhì)量，電阻．它們分別從圖中、處同時由靜止開始在導軌上無摩擦向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當剛穿出磁場時正好進入磁場．設重力加速度為g="10" m／s2．（不計、之間的作用，整個運動過程中、棒始終與金屬導軌接觸良好）

求：（1）在整個過程中、兩棒克服安培力分別做的功；
（2）進入磁場的速度與進入磁場的速度之比：
（3）分別求出點和點距虛線的高度．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖18所示，光滑的平行金屬導軌水平放置，電阻不計，導軌間距為l，左側接一阻值為R的電阻．區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場，磁場寬度為x．一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于軌道上，與導軌垂直且接觸良好，受到水平拉力F＝(0.5v＋0.4) N（v為某時刻金屬棒運動的瞬時速度）的作用，從磁場的左邊界由靜止開始運動．已知l＝1 m，m＝1 kg，R＝0.3 Ω，r＝0.2 Ω，x＝0.8 m，如果測得電阻R兩端的電壓U隨著時間是均勻增大的，那么：

(1)分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動；
(2)金屬棒到達ef處的速度應該有多大；
(3)分析并求解磁感應強度B的大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在直角坐標系的第Ⅰ象限和第Ⅲ象限存在著電場強度均為E的勻強電場，其中第Ⅰ象限電場沿x軸正方向，第Ⅲ象限電場沿y軸負方向．在第Ⅱ象限和第Ⅳ象限存在著磁感應強度均為B的勻強磁場，磁場方向均垂直紙面向里．有一個電子從y軸的P點以垂直于y軸的初速度v0進入第Ⅲ象限，第一次到達x軸上時速度方向與x軸負方向夾角為45°，第一次進入第Ⅰ象限時，與y軸夾角也是45°，經(jīng)過一段時間電子又回到了P點，進行周期性運動．已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，不考慮重力和空氣阻力．求：

(1)P點距原點O的距離；
(2)電子從P點出發(fā)到第一次回到P點所用的時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖4所示，足夠長的光滑U型導軌寬度為L，其所在平面與水平面的夾角為，上端連接一個阻值為R的電阻，置于磁感應強度大小為B，方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，今有一質(zhì)量為、有效電阻的金屬桿沿框架由靜止下滑，設磁場區(qū)域無限大，當金屬桿下滑達到最大速度時，運動的位移為，則
A．金屬桿下滑的最大速度
B．在此過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為
C．在此過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為
D．在此過程中流過電阻R的電量為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，與水平面成37°傾斜軌道AB，其延長線在C點與半圓軌道CD（軌道半徑R=1m）相切，全部軌道為絕緣材料制成且放在豎直面內(nèi)。整個空間存在水平向左的勻強電場，MN的右側存在垂直紙面向里的勻強磁場。一個質(zhì)量為0.4kg的帶電小球沿斜面AB下滑，至B點時速度為，沿著直線BC運動，小球在BC段對軌道無壓力，運動到達C處進入半圓軌道，進入時無動能損失，小球剛好能到達D點，到達D點的同時撤去磁場。不計空氣阻力，g＝10m/s2，cos37°＝0.8，求：

小題1:小球帶何種電荷。
小題2:小球離開D點后若落在AC上，其交點距C點的距離多少．
小題3:小球在半圓軌道部分克服摩擦力所做的功。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在光滑絕緣的水平面上固定著兩對幾何形狀完全相同的平行金屬板PQ和MN，P、Q與M、N四塊金屬板相互平行地豎直地放置．已知P、Q之間以及M、N之間的距離都是d=0．2 m，極板本身的厚度不計，極板長均為L=0．2 m，板間電壓都是U=6V且P板電勢高．金屬板右側邊界以外存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度B=5T，磁場區(qū)域足夠大．現(xiàn)有一質(zhì)量，電量q=-2×10-4C的小球在水平面上以初速度=4m／s從平行板PQ間左側中點O1沿極板中線射入．
（1）試求小球剛穿出平行金屬板PQ的速度；
（2）若要小球穿出平行金屬板PQ后，經(jīng)磁場偏轉射入平行金屬板MN中，且在不與極板相碰的前提下，最終從極板MN的左側中點O2沿中線射出，則金屬板Q、M間距離是多少?

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