如圖所示，帶電平行金屬板相距為2R，在兩板間半徑為R的圓形區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，兩板及其左側邊緣連線均與磁場邊界剛好相切。一質子（不計重力）沿兩板間中心線O1O2從左側O1點以某一速度射入，沿直線通過圓形磁場區(qū)域，然后恰好從極板邊緣飛出，在極板間運動時間為t0。若僅撤去磁場，質子仍從O1點以相同速度射入，經(jīng)時間打到極板上。

⑴求兩極板間電壓U；
⑵求質子從極板間飛出時的速度大�。�
⑶若兩極板不帶電，保持磁場不變，質子仍沿中心線O1 O2從O1點射入，欲使質子從兩板左側間飛出，射入的速度應滿足什么條件？
（1）（2）（3）
（1）設質子從左側O1點射入的速度為，極板長為
在復合場中作勻速運動：               （2分）
在電場中作類平拋運動：    （2分）
又                                         （1分）
撤去磁場，僅受電場力，有：         （1分）
解得                （2分）
（2）質子從極板間飛出時的沿電場方向分速度大小 （1分）
從極板間飛出時的速度大小            （1分）
（3）設質子在磁場中做圓周運動的軌道半徑為r，質子恰好從上極板左邊緣飛出時速度的
偏轉角為，由幾何關系可知：，r+r=R           （2分）
因為，所以                     （1分）

根據(jù)向心力公式 ，解得 v=                 （2分）
所以，質子從兩板左側間飛出的條件為            （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（甲）所示，兩光滑導軌都由水平、傾斜兩部分圓滑對接而成，相互平行放置，兩導軌相距L＝lm ，傾斜導軌與水平面成θ＝30°角，傾斜導軌的下面部分處在一垂直斜面的勻強磁場區(qū)I中，I區(qū)中磁場的磁感應強度B1隨時間變化的規(guī)律如圖（乙）所示，圖中t1、t2未知。水平導軌足夠長，其左端接有理想的靈敏電流計G和定值電阻R＝3Ω，水平導軌處在一豎直向上的勻強磁場區(qū)Ⅱ中，Ⅱ區(qū)中的磁場恒定不變，磁感應強度大小為B2＝1T ，在t＝0時刻，從斜軌上磁場I 區(qū)外某處垂直于導軌水平釋放一金屬棒ab，棒的質量m＝0.1kg，電阻r＝2Ω，棒下滑時與導軌保持良好接觸，棒由斜軌滑向水平軌時無機械能損失，導軌的電阻不計。若棒在斜面上向下滑動的整個過程中，靈敏電流計G的示數(shù)大小保持不變，t2時刻進入水平軌道，立刻對棒施一平行于框架平面沿水平方向且與桿垂直的外力。（g取10m/s2）求：
（1）磁場區(qū)I在沿斜軌方向上的寬度d；
（2）棒從開始運動到剛好進入水平軌道這段時間內ab棒上產生的熱量；
（3）若棒在t2時刻進入水平導軌后，電流計G的電流大小I隨時間t變化的關系如圖（丙）所示（I0未知），已知t2到t3的時間為0.5s，t3到t4的時間為1s，請在圖（�。┲凶鞒鰐2到t4時間內外力大小F隨時間t變化的函數(shù)圖像。

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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．導體棒的質量，電阻；導體棒的質量，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產生的焦耳熱為
C．在此過程中電阻R產生的焦耳熱為
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a，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L="0.20m" ，電阻R=1.0Ω；有一電阻r=0.5Ω的金屬棒靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，軌道的電阻忽略不計，整個裝置處于磁感應強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下。
（1）現(xiàn)用一恒力F=0.2N沿軌道方向拉金屬棒ab，使之由靜止沿導軌向右做直線運動。則金屬棒ab達到的穩(wěn)定速度v1為多大？
（2）若金屬棒質量m=0.1kg在恒力F=0.2N作用下由靜止沿導軌運動距離為s=4m時獲得速度v2=2m/s，此過程電阻R上產生的焦耳熱QR為多大？
（3）若金屬棒質量未知，現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉棒，使之做勻加速直線運動，測得力F與時間t 的關系如圖b所示，求金屬棒的質量m和加速度a。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

．(18分)如圖所示，xoy平面內，在y軸左側某區(qū)域內有一個方向豎直向下，水平寬度為l=×10-2m，電場強度為E=1.0×104N/C的勻強電場．在y軸右側有一個圓心位于x軸上，半徑為r=0.01m的圓形磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度B=0.01T，在坐標為x0=0.04m處有一垂直于軸的面積足夠大的熒光屏PQ。今有一束帶正電的粒子從電場左側沿+x方向射入電場，穿出電場時恰好通過坐標原點，速度大小為v=2×106m/s方向與x軸成30°角斜向下．若粒子的質量m=1.0×10-20kg，電量為q=1.0×10-10C，試求：

(1)粒子射入電場時的位置坐標和初速度；
(2)若圓形磁場可沿軸移動，圓心O’在x軸上的移動范圍為[0.01，+∞)，由于磁場位置的不同，導致該粒子打在熒光屏上的位置也不同，試求粒子打在熒光屏上的范圍。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，MN是相距為d 的兩平行金屬板，O、為兩金屬板中心處正對的兩個小孔，N板的右側空間有磁感應強度大小均為B且方向相反的兩勻強磁場區(qū)，圖中虛線CD為兩磁場的分界線，CD線與N板的距離也為d.在磁場區(qū)內適當位置放置一平行磁場方向的薄擋板PQ，并使之與O、連線處于同一平面內．
現(xiàn)將電動勢為E的直流電源的正負極按圖示接法接到兩金屬板上，有O點靜止釋放       的帶電粒子（重力不計）經(jīng)MN板間的電場加速后進入磁場區(qū)，最后恰好垂直撞上擋板PQ而停止運動。試求：

小題1:帶電粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑；
小題2:帶電粒子的電性和比荷 ；
小題3:帶電粒子在電場中運動的時間t1與在磁場中運動的時間t2的比值．

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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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