【題目】如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第Ⅰ象限存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第Ⅳ象限中在－3L≤y≤0區(qū)域內(nèi)存在一垂直坐標(biāo)平面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子以初速度v0從y軸上的P(0，L)點(diǎn)沿+x方向進(jìn)入電場(chǎng)，從x軸上的Q(2L，0)射入磁場(chǎng)，不計(jì)粒子的重力。

(1)求帶電粒子在Q點(diǎn)的速度的大小和方向，

(2)若粒子從M(2L，－3L)點(diǎn)射出磁場(chǎng)，求粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的時(shí)間t，

(3)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱可調(diào)節(jié)，要使粒子不從y軸上射出磁場(chǎng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿(mǎn)足的條件。

【答案】(1)2v0，方向與x軸正方向成角(2)(3)

【解析】

(1)帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，則有

聯(lián)立解得

，

帶電粒子在Q點(diǎn)的速度的大小

方向

即與x軸正方向成角；

(2)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，由圖可知，弦長(zhǎng)為，弦切角為，則有

得

則在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的時(shí)間

(3)要使粒子不從y軸上射出磁場(chǎng)，則軌跡恰好與y軸相切，軌跡如圖

由幾何關(guān)系得

解得

由洛倫茲力提供向心力

得

解得

所以

。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】石墨烯是目前世界上已知的強(qiáng)度最高的材料，它的發(fā)現(xiàn)使“太空電梯”的制造成為可能，人類(lèi)將有望通過(guò)“太空電梯”進(jìn)入太空。設(shè)想在地球赤道平面內(nèi)有一垂直于地面延伸到太空的電梯，電梯始終相對(duì)地面靜止。如圖所示，假設(shè)某物體B乘坐太空電梯到達(dá)了圖示的位置并停在此處，與同高度運(yùn)行的衛(wèi)星A地球同步衛(wèi)星C相比較，下列說(shuō)法正確的是

A. 物體B的角速度大于衛(wèi)星A的角速度

B. 物體B的線(xiàn)速度大于衛(wèi)星A的線(xiàn)速度

C. 物體B的線(xiàn)速度大于衛(wèi)星C的線(xiàn)速度

D. 若物體B突然脫離電梯，B將做近心運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】有一靈敏電流計(jì)，其表頭內(nèi)阻Rg=1000Ω，滿(mǎn)偏電流Ig=100μA，以下說(shuō)法正確的是（　�。�

A. 把它改成量程為1.5V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)15 kΩ的電阻

B. 把它改成量程為1.0A的電流表，應(yīng)并聯(lián)一個(gè)1Ω的電阻

C. 把它改成量程為1.0A的電流表，測(cè)量某電流時(shí)讀數(shù)為0.5A，此時(shí)流過(guò)表頭的電流為50μA

D. 把它改成量程為1.5V的電壓表，測(cè)量某電壓時(shí)讀數(shù)為1.5V，此時(shí)流過(guò)表頭的電流為100μA

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，條形磁鐵放在光滑斜面上，用平行于斜面的輕彈簧拉住處于靜止?fàn)顟B(tài)，a為垂直紙面放置的直導(dǎo)線(xiàn)的橫截面，導(dǎo)線(xiàn)中無(wú)電流時(shí)磁鐵對(duì)斜面的壓力為FN1；當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中有電流通過(guò)時(shí)，磁鐵對(duì)斜面的壓力為FN2，則下列關(guān)于a中電流方向、磁鐵對(duì)斜面的壓力和彈簧的伸長(zhǎng)量的說(shuō)法中正確的是（ ）

A.電流垂直紙面向外時(shí)，FN1＜FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量減小

B.電流垂直紙面向外時(shí)，FN1＞FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量增大

C.電流垂直紙面向里時(shí)，FN1＞FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量減小

D.電流垂直紙面向里時(shí)，FN1＜FN2，彈簧的伸長(zhǎng)量增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，L是一帶鐵芯的理想電感線(xiàn)圈，其直流電阻為零，電路中A和B是二個(gè)相同的燈泡，A燈泡串接一個(gè)理想二極管D，則（ ）

A.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，A燈不亮

B.開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，B燈泡立即亮

C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，A燈泡閃亮一下后熄滅

D.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】正三角形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。為了探測(cè)一種未知帶電粒子的屬性，讓其從正三角形一邊的中點(diǎn)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，恰好從另一邊的中點(diǎn)射出。然后將質(zhì)子以相同的速度從同樣的位置進(jìn)入該磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的半徑只有未知粒子軌道半徑的一半。則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.未知粒子的比荷與質(zhì)子比荷相同

B.未知粒子與質(zhì)子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

C.未知粒子的動(dòng)能是質(zhì)子的2倍

D.未知粒子在磁場(chǎng)中受到的沖量大小等于質(zhì)子的2倍

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2019年NASA發(fā)現(xiàn)距地球31光年的“超級(jí)地球”——GJ357d。質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6倍，半徑約為地球的2倍，繞母星公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為55.7天。若已知地球的第一宇宙速度v0，則根據(jù)以上信息可以算出“超級(jí)地球”的（　　）

A.密度

B.第一宇宙速度

C.母星的質(zhì)量

D.公轉(zhuǎn)的角速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，用一輕質(zhì)繩拴著一質(zhì)量為m的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)（不計(jì)一切阻力），小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)繩對(duì)小球的拉力為T，小球在最高點(diǎn)的速度大小為v，其Tv2圖象如圖乙所示，則（　�。�

A.輕質(zhì)繩長(zhǎng)為

B.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>

C.當(dāng)v2＝c時(shí)，輕質(zhì)繩的拉力大小為＋a

D.只要v2≥b，小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力差均為6a

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，單邊有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直光滑水平桌面向上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一個(gè)質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L、粗細(xì)均勻的正方形金屬線(xiàn)框放在桌面上，以一定的速度向右滑動(dòng)，線(xiàn)框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中cd邊始終與磁場(chǎng)邊界平行，線(xiàn)框進(jìn)磁場(chǎng)過(guò)程中cd邊兩端的電壓隨時(shí)間變化如圖乙所示，線(xiàn)框的電阻為R，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.線(xiàn)框進(jìn)磁場(chǎng)過(guò)程中，回路中的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為U0

B.線(xiàn)框進(jìn)磁場(chǎng)前的速度大小為

C.線(xiàn)框進(jìn)磁場(chǎng)過(guò)程，線(xiàn)框cd邊受到安培力的沖量大小為（U0-U1）

D.線(xiàn)框進(jìn)磁場(chǎng)過(guò)程，線(xiàn)框中產(chǎn)生的焦耳熱為

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