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（8分）如圖所示，相距為d的虛線AB、CD之間存在著水平向左的、場強為E的勻強電場，M、N是平行于電場線的一條直線上的兩點，緊靠CD邊界的右側有一O點，與N點相距為l，在O點固定一電荷量為（k為靜電力常量）的正點電荷，點電荷產生的電場只存在于CD邊界的右側。今在M點釋放一個質量為m、電量為-e的電子（重力不計）。求：

（1）電子經過N點時的速度大小。
（2）判斷電子在CD右側做什么運動，并求出電子從M點釋放后經過N點的時間。

（1） （2）
 

解析試題分析：（1）設電子經過N點時的速度為v，根據動能定理，有
     2分
解得       1分
（2）設電子經N點進入點電荷電場后，由計算可知庫侖力恰好提供向心力，所以電子在點電荷的電場中做半徑為l的勻速圓周運動，再次進入勻強電場減速后沿原路返回，以后做周期性運動，如圖所示    1分

電子第一次經過N點時的時間為t1：    1分
電子在點電荷的電場中做圓周運動的周期T：    1分
電子第二次經過N點的時間t2：     1分
電子第三次經過N點的時間t3：    1分
電子第四次經過N點的時間t4：   分
所以電子經過N點的時間為：
   分
    1分
考點：對于帶電粒子在電場和磁場中的運動，關鍵是畫出粒子的運動軌跡圖，明確其運動過程及運動性質，根據題目已知條件和求解的物理量選擇物理規(guī)律解決問題．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（20分）如圖所示，豎直平面內的直角坐標系中，X軸上方有一個圓形有界勻強磁場（圖中未畫出），x軸下方分布有斜向左上與Y軸方向夾角θ=45°的勻強電場；在x軸上放置有一擋板，長0.16m,板的中心與O點重合。今有一帶正電粒子從y軸上某點P以初速度v0=40m/s與y軸負向成45°角射入第一象限，經過圓形有界磁場時恰好偏轉90°，并從A點進入下方電場，如圖所示。已知A點坐標（0.4m，0），勻強磁場垂直紙面向外，磁感應強度大小B=T，粒子的荷質比C/kg，不計粒子的重力。問：

（1）帶電粒子在圓形磁場中運動時，軌跡半徑多大？
（2）圓形磁場區(qū)域的最小面積為多少？
（3）為使粒子出電場時不打在擋板上，電場強度應滿足什么要求？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(17分)如圖所示，在xoy平面上，直線OM與x軸正方向夾角為45o，直線OM左側存在平行y軸的勻強電場，方向沿y軸負方向。直線OM右側存在垂直xoy平面向里的磁感應強度為B的勻強磁場。一帶電量為q，質量為m帶正電的粒子（忽略重力）從原點O沿x軸正方向以速度vo射入磁場。此后，粒子穿過磁場與電場的邊界三次，恰好從電場中回到原點O。（粒子通過邊界時，其運動不受邊界的影響）

求： (1)粒子第一次在磁場中做圓周運動的半徑；
(2)勻強電場的強度；
(3)粒子從O點射出至回到O點的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖(a)所示，有兩級光滑的絕緣平臺，高一級平臺距離絕緣板的中心Ｏ的高度為h，低一級平臺高度是高一級平臺高度的一半．絕緣板放在水平地面上，板與地面間的動摩擦因數為μ，一輕質彈簧一端連接在絕緣板的中心，另一端固定在墻面上。邊界ＧＨ左邊存在著正交的勻強電場和變化的磁場，電場強度為Ｅ，磁感應強度變化情況如圖(b)所示，磁感應強度大小均為Ｂ．有一質量為m、帶負電的小球從高一級平臺左邊緣以一定初速滑過平臺后在t=0時刻垂直于邊界ＧＨ進入復合場中，設小球剛進入復合場時磁場方向向外且為正值．小球做圓周運動至Ｏ點處恰好與絕緣板發(fā)生彈性碰撞，碰撞后小球立即垂直于邊界ＧＨ返回并滑上低一級平臺，絕緣板從C開始向右壓縮彈簧的最大距離為Ｓ到達D，求：

⑴ 磁場變化的周期Ｔ；
⑵ 小球從高一級平臺左邊緣滑出的初速度v；
⑶ 絕緣板的質量Ｍ；
⑷ 絕緣板壓縮彈簧具有的彈性勢能ＥP．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖所示，豎直平面內有兩光滑金屬圓軌道，平行正對放置，直徑均為d，電阻不計。某金屬棒長L、質量m、電阻r，放在圓軌道最低點MM' 處，與兩導軌剛好接觸。兩圓軌道通過導線與電阻R相連�？臻g有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度為B�，F使金屬棒獲得垂直紙面向里的初速度vo，當其沿圓軌道滑到最高點NN' 處時，對軌道恰無壓力（滑動過程中金屬棒與圓軌道始終接觸良好）。重力加速度為g，求：

（1）金屬棒剛獲得垂直紙面向里的初速度時，判斷電阻R中電流的方向；
（2）金屬棒到達最高點NN' 處時，電路中的電功率；
（3）金屬棒從MM' 處滑到NN' 處的過程中，電阻R上產生的焦耳熱。       

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示裝置由加速電場、偏轉電場和偏轉磁場組成。偏轉電場處在加有電壓的相距為d的兩塊水平平行放置的導體板之間，勻強磁場水平寬度為l，豎直寬度足夠大，處在偏轉電場的右邊，如圖甲所示。大量電子（其重力不計）由靜止開始，經加速電場加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入偏轉電場。當兩板沒有加電壓時，這些電子通過兩板之間的時間為2t0，當在兩板間加上如圖乙所示的周期為2t0、幅值恒為U0的電壓時，所有電子均能通過電場，穿過磁場，最后打在豎直放置的熒光屏上（已知電子的質量為m、電荷量為e）。求：

（1）如果電子在t=0時刻進入偏轉電場，求它離開偏轉電場時的側向位移大��；
（2）通過計算說明，所有通過偏轉電場的電子的偏向角（電子離開偏轉電場的速度方向與進入電場速度方向的夾角）都相同。
（3）要使電子能垂直打在熒光屏上，勻強磁場的磁感應強度為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，豎直面內有一絕緣軌道，AB部分是光滑的四分之一圓弧，圓弧半徑R=0.5m，B處切線水平，BC部分為水平粗糙直軌道。有一個帶負電的小滑塊（可視為質點）從A點由靜止開始下滑，運動到直軌道上的P處剛好停住。小滑塊的質量m=1kg，帶電量為保持不變，滑塊小軌道BC部分間的動摩擦因數為μ=0.2，整個空間存在水平向右的勻強電場，電場強度大小為E=4.0×102N/C.（g=10m/s2）

（1）求滑塊到達B點瞬間的速度大小
（2）求滑塊到達B點瞬間對軌道的壓力大小。
（3）求BP間的距離，

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖為某同學設計的速度選擇裝置，兩根足夠長的光滑導軌/和間距為L與水平方向成角，上端接滑動變阻器R，勻強磁場垂直導軌向上，金屬棒ab質量為垂直橫跨在導軌上。滑動變阻器R兩端連接水平放置的平行金屬板，極板間距為d，板長為2d，勻強磁場B垂直紙面向內。粒子源能發(fā)射沿水平方向不同速率的帶電粒子，粒子的質量為，電荷量為q，ab棒的電阻為r，滑動變阻器的最大阻值為2r，其余部分電阻不計，不計粒子重力。

（1）ab棒靜止未釋放時，某種粒子恰好打在上極板中點P上，該粒子帶何種電荷？該粒子的速度多大？
（2）調節(jié)變阻器使R=0.5r，然后釋放ab棒，求ab棒的最大速度？
（3）當ab棒釋放后達到最大速度時，若變阻器在范圍調節(jié)，總有粒子能勻速穿過平行金屬板，求這些粒子的速度范圍？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

下圖是某裝置的垂直截面圖，虛線A1A2是垂直截面與磁場區(qū)邊界面的交線，勻強磁場分布在A1A2的右側區(qū)域，磁感應強度B="0.4" T，方向垂直紙面向外，A1A2與垂直截面上的水平線夾角為45°。A1A2在左側，固定的薄板和等大的擋板均水平放置，它們與垂直截面交線分別為S1、S2，相距L="0.2" m。在薄板上P處開一小孔，P與A1A2線上點D的水平距離為L。在小孔處裝一個電子快門。起初快門開啟，一旦有帶正電微粒通過小孔，快門立即關閉，此后每隔T=3.0×10-3s開啟一此并瞬間關閉。從S1S2之間的某一位置水平發(fā)射一速度為v0的帶正電微粒，它經過磁場區(qū)域后入射到P處小孔。通過小孔的微粒與檔板發(fā)生碰撞而反彈，反彈速度大小是碰前的0.5倍。

（1）經過一次反彈直接從小孔射出的微粒，其初速度v0應為多少？
（2）求上述微粒從最初水平射入磁場到第二次離開磁場的時間。（忽略微粒所受重力影響，碰撞過程無電荷轉移。已知微粒的荷質比C/kg。只考慮紙面上帶電微粒的運動）

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