如圖所示，在xoy平面內(nèi)第二象限存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，第一象限和第四象限存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．有一質(zhì)量為m，電荷量為e的電子，從x軸上的P點(diǎn)以某一初速度垂直于x軸進(jìn)入電場(chǎng)，而后經(jīng)過y軸上A點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡交于x軸上的C點(diǎn)，電子在C點(diǎn)的速度垂直于x軸指向y軸負(fù)方向，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)從y軸上的某點(diǎn)離開磁場(chǎng)．已知P點(diǎn)坐標(biāo)（-L，0），A點(diǎn)坐標(biāo)（0，2L），忽略電子所受重力．求：
（1）電子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度大�。�
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（3）電子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)到離開磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間．
（1）電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，
在x軸方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，
由牛頓第二定律得：eE=ma，
位移：x=L=
1
2
at12，
解得：t1=
2mL
eE
；
在y軸方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，
位移：y=2L=v0t1，
解得：v0=
2eEL
m
；
（2）設(shè)電子經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度的大小為v，
x軸方向分速度：vx=at=
2eEL
m
，
y軸方向分速度：vy=v0=
2eEL
m
，
電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度：v=
vx2+vy2
=
2
v0=2
eEL
m
，
設(shè)v的方向與y軸夾角為θ，
則有：cosθ=
vy
v
=
2
2
，θ=450．
電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，
由牛頓第二定律得：evB=m
v2
R
，
由圖中幾何關(guān)系可知，R=
2L
cosθ
=2
2
L，
解得：B=
mE
2eL
；
（3）電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期：T=
2πR
v
，
解得：T=
2πm
eB
=2π
2mL
eE
，
電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，由圖中幾何關(guān)系可知電子轉(zhuǎn)過的圓心角為
3π
2
．
電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t2=
3
4
T=
3π
2
2mL
eE
，
電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t1=
2mL
eE
，
電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t=t1+t2=
2mL
eE
+
3π
2
2mL
eE
=
3π+2
2
2mL
eE
；
答：（1）電子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度大小為
2eEL
m
；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為
mE
2eL
；
（3）電子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)到離開磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間為
3π+2
2
2mL
eE
．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為q的離子，從D點(diǎn)以某一初速度垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)．磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．正離子的初速度方向在紙面內(nèi)，與直線AD的夾角為60°．結(jié)果粒子正好穿過AD的垂線上離A點(diǎn)距離為d的小孔C，垂直AC的方向進(jìn)入AC右邊的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．電場(chǎng)的方向與AC平行．離子最后打在DA直線上的P點(diǎn)．P到A的距離為2d．不計(jì)重力，
求：（1）離子從D到P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；
（2）離子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖所示，大量質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，從靜止開始經(jīng)極板A、B間加速后，沿中心線方向陸續(xù)進(jìn)入平行極板C、D間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后進(jìn)入右側(cè)的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后從磁場(chǎng)左邊界飛出．已知A、B間電壓為U0；極板C、D長(zhǎng)為L(zhǎng)，間距為d；磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)的左邊界與C、D右端相距L，且與中心線垂直．假設(shè)所有粒子都能飛出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，并進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不計(jì)粒子的重力及相互間的作用．則：
（1）求粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；
（2）求能使所有粒子均能進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的偏轉(zhuǎn)電壓的最大值U；
（3）接第（2）問，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為
U
2
時(shí)，求粒子進(jìn)出磁場(chǎng)位置之間的距離．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在磁場(chǎng)中有甲、乙兩個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷，甲運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直，乙運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行，則（　�。�
A．甲、乙都受洛倫茲力作用
B．甲、乙都不受洛倫茲力作用
C．只有甲受洛倫茲力作用
D．只有乙受洛倫茲力作用

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示，水平桌面處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，桌面上平放著一只內(nèi)壁光滑的玻璃試管，管的底部M處有一帶電小球．在水平拉力F作用下，試管向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球向管口N運(yùn)動(dòng)，則（　�。�
A．小球帶負(fù)電
B．小球帶正電
C．在小球未從管口出去前，拉力F逐漸變大
D．在小球未從管口出去前，拉力F保持不變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一質(zhì)量為m，帶電量為-q，不計(jì)重力的粒子，從x軸上的P（a，0）點(diǎn)以速度大小為v，沿與x軸正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于y軸射出第一象限．求：
（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（2）穿過第一象限的時(shí)間t．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖所示，地面上方豎直界面N左側(cè)空間存在著水平的、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T．與N平行的豎直界面M左側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E1=100N/C．在界面M與N之間還同時(shí)存在著水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E2=100N/C．在緊靠界面M處有一個(gè)固定在水平地面上的豎直絕緣支架，支架上表面光滑，支架上放有質(zhì)量m2=1.8×10-4kg的帶正電的小物體b（可視為質(zhì)點(diǎn)），電荷量q2=1.0×10-5C．一個(gè)質(zhì)量為m1=1.8×10-4kg，電荷量為q1=3.0×10-5C的帶負(fù)電小物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）a以水平速度v0射入場(chǎng)區(qū)，沿直線運(yùn)動(dòng)并與小物體b相碰，a、b兩個(gè)小物體碰后粘合在一起成小物體c，進(jìn)入界面M右側(cè)的場(chǎng)區(qū)，并從場(chǎng)區(qū)右邊界N射出，落到地面上的Q點(diǎn)（圖中未畫出）．已知支架頂端距地面的高度h=1.0m，M和N兩個(gè)界面的距離L=0.10m，g取10m/s2．求：
（1）小球a水平運(yùn)動(dòng)的速率．
（2）物體c剛進(jìn)入M右側(cè)的場(chǎng)區(qū)時(shí)的加速度．
（3）物體c落到Q點(diǎn)時(shí)的速率．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（ab、dc邊足夠長(zhǎng)），現(xiàn)從矩形區(qū)域ad邊的中點(diǎn)O處，垂直磁場(chǎng)射入一速度方向與ad邊夾角為30°、大小為v0的帶正電粒子，已知粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，ad邊長(zhǎng)為l，重力影響不計(jì)，要使粒子從ab邊上射出磁場(chǎng)，則（　　）
A．只要粒子的速度小于
Bql
3m
就能從ab邊上射出磁場(chǎng)
B．只要粒子的速度大于
Bql
3m
就能從ab邊上射出磁場(chǎng)
C．只要粒子的速度小于
Bql
m
就能從ab邊上射出磁場(chǎng)
D．速度在
Bql
3m
～
Bql
m
范圍內(nèi)的粒子能從ab邊上射出磁場(chǎng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖表示，在磁感強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒OO′在豎直面內(nèi)垂直磁場(chǎng)方向放置，細(xì)棒與水平面夾角為α．一質(zhì)量為m、帶電荷為+q的圓環(huán)A套在OO′棒上，圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μ＜tanα．現(xiàn)讓圓環(huán)A由靜止開始下滑，試問圓環(huán)在下滑過程中：
（1）圓環(huán)A的最大加速度為多大？獲得最大加速度時(shí)的速度為多大？
（2）圓環(huán)A能夠達(dá)到的最大速度為多大？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案