（19分）如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中建立直角坐標(biāo)系xOy，y軸豎直向上，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的微粒從x軸上的M點(diǎn)射出，方向與x軸夾角為θ，微粒恰能以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。
(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E；
(2)若再疊加一圓形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使微粒能到達(dá)x軸上的N點(diǎn)，M、N兩點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱(chēng)，距離為L(zhǎng)，微粒運(yùn)動(dòng)軌跡也關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直xOy平面向外，求磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積S及微粒從M運(yùn)動(dòng)到N的時(shí)間t。

(1)  ；方向:豎直向上 (2)+

解析試題分析：(1)對(duì)微粒有qE-mg = 0   (2分) 得E =     (1分) 方向:豎直向上  (1分)
(2)微粒在磁場(chǎng)中有qvB=m      (2分)      得R =               (1分)
如圖所示，當(dāng)PQ為圓形磁場(chǎng)的直徑時(shí)，圓形磁場(chǎng)面積最小。
有r=Rsinθ                        (3分)

其面積S=πr2 =          (2分)
又T =   (或T =  )          (1分)
根據(jù)幾何關(guān)系可知偏轉(zhuǎn)角為2θ      (1分)
則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2 = T =      (1分)
又 MP="QN="                    (1分)
且有t1 = t3 =                      (1分)
故運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t = t1＋t2＋t3 = ＋ = ＋  
=  +             (2分)
考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).

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：填空題

如圖所示，電容器兩極板相距為d，兩端電壓為U，板間勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，一束帶正電的粒子從圖示方向射入，穿過(guò)電容器后進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，結(jié)果分別打在a、b兩點(diǎn)，兩點(diǎn)間的距離為，由此可知，打在兩點(diǎn)的粒子質(zhì)量差上=___ _（均帶電量為q的正電荷）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（19分）如圖所示裝置中，區(qū)域Ⅰ和Ⅲ中分別有豎直向上和水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度分別為E和E/2;Ⅱ區(qū)域內(nèi)有垂直向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子（不計(jì)重力）從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入電場(chǎng)，經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成60°角射入Ⅱ區(qū)域的磁場(chǎng)，并垂直豎直邊界CD進(jìn)入Ⅲ區(qū)域的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。求:

（1）粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;
（2）O、M間的距離;
（3）粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過(guò)CD邊界所經(jīng)歷的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖a所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷的正電荷置于電場(chǎng)中的O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過(guò)后，電荷以的速度通過(guò)MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化（圖b中磁場(chǎng)以垂直紙面向外為正，以電荷第一次通過(guò)MN時(shí)為t=0時(shí)刻）.計(jì)算結(jié)果可用π表示。
（1）求O點(diǎn)與直線MN之間的電勢(shì)差；
（2）求圖b中時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離；
（3）如果在O點(diǎn)右方d=67.5cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示，平行板電容器上板M帶正電，兩板間電壓恒為U，極板長(zhǎng)為（1+）d，板間距離為2d，在兩板間有一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)邊界與兩板及右側(cè)邊緣線相切，P點(diǎn)是磁場(chǎng)邊界與下板N的切點(diǎn)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，現(xiàn)有一帶電微粒從板的左側(cè)進(jìn)入磁場(chǎng)，若微粒從兩板的正中間以大小為v0水平速度進(jìn)入板間電場(chǎng)，恰做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)圓形磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在P點(diǎn)。

（1）判斷微粒的帶電性質(zhì)并求其電荷量與質(zhì)量的比值；
（2）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（3）若帶電微粒從M板左側(cè)邊緣沿正對(duì)磁場(chǎng)圓心的方向射入板間電場(chǎng)，要使微粒不與兩板相碰并從極板左側(cè)射出，求微粒入射速度的大小范圍。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，MN表示真空室中垂直于紙面放置的感光板，它的一側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B. 一個(gè)電荷量為q的帶電粒子從感光板上的狹縫O處以垂直于感光板的初速度v射入磁場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)一次偏轉(zhuǎn)到達(dá)P點(diǎn). 經(jīng)測(cè)量P、O間的距離為l，不計(jì)帶電粒子受到的重力. 求：

（1）帶電粒子所受洛倫茲力的大��；
（2）帶電粒子的質(zhì)量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在xoy平面內(nèi)y軸與MN邊界之間有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，y軸左側(cè)和MN邊界右側(cè)的空間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN邊界與y軸平行且間距保持不變．一質(zhì)量為m、電荷量為 -q的粒子以速度v0從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)，每次經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間均為t0，粒子重力不計(jì)．
（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；
（2）粒子回到原點(diǎn)O，其運(yùn)動(dòng)路程最短時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t="5" t0，求電場(chǎng)區(qū)域的寬度d 和此時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度E0；
（3）若帶電粒子能夠回到原點(diǎn)0，則電場(chǎng)強(qiáng)度E應(yīng)滿足什么條件?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示。一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從磁場(chǎng)邊界與x軸的交點(diǎn)A處以速度v沿負(fù)x方向射入磁場(chǎng)，它恰好從磁場(chǎng)邊界與y軸的交點(diǎn)C處沿正y方向飛出。

（1）請(qǐng)判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷；
（2）若磁場(chǎng)的方向和所在空間范圍不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的
大小變?yōu)锽′，該粒子仍從 A處以相同的速度射入磁場(chǎng)，
但飛出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向相對(duì)于入射方向改變了60°角，
求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′多大？此次粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)
間 t是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q，不計(jì)重力的帶電粒子，從x軸上的P(a,0)點(diǎn)，以速度v沿與x軸正方向成60°角射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于y軸射出第一象限。

（1）判斷粒子的電性；
（2）求：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和粒子通過(guò)第一象限的時(shí)間。

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