18. 如圖所示，在平面直角坐標xOy內，第I象限有沿一y方向的勻強電場，第IV象限有垂直于紙面向外的勻強磁場�，F(xiàn)有一質量為m、帶電量為+q的粒子（重力不計）以初速度v0沿-x方向從坐標為（3l,l）的P點開始運動，接著進人磁場后由坐標原點O射出，射出時速度方向與y軸方向夾角為45°，求

1.粒子從O點射出時的速度v;

2. 電場強度E的大小；

3.粒子從P點運動到O點所用的時間。

 

 

【答案】

 

1.

2.

3.

【解析】帶電粒子在電場中做類似平拋運動，由Q點進入磁場，在磁場中做勻速圓周運動，最終由O點射出。（軌跡如圖所示）

⑴根據(jù)對稱性可知，粒子在Q點時的速度大小與粒子在O點的速度大小相等，均為υ，方向與－x軸方向成45°角，則有

        （1分）

解得              （1分）

⑵在P到Q過程中，由動能定理得

       （2分）

解得        （1分）

⑶設粒子在電場中運動的時間為t1，則

        （1分）

設粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為r，由幾何關系得

         （1分）

   （1分）

粒子在磁場中的運動時間為

            （1分）

由以上各式聯(lián)立求得粒子在由P到O過程中的總時間為

     （2分）

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在豎直平面有一個光滑的圓弧軌道MN，其下端（即N端）與表面粗糙的水平傳送帶左端相切，軌道N端與傳送帶左端的距離可忽略不計．當傳送帶不動時，將一質量為m的小物塊（可視為質點）從光滑軌道上的P位置由靜止釋放，小物塊以速度v1滑上傳送帶，從它到達傳送帶左端開始計時，經(jīng)過時間t1，小物塊落到水平地面的Q點；若傳送帶以恒定速率v2沿順時針方向運行，仍將小物塊從光滑軌道上的P位置由靜止釋放，同樣從小物塊到達傳送帶左端開始計時，經(jīng)過時間t2，小物塊落至水平地面．關于小物塊上述的運動，下列說法中正確的是（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在豎直平面內有兩根關于過O點豎直軸對稱的夾角為θ的光滑導軌MN和PQ，導軌下端有一固定的水平金屬棒ab，長為L1，在導軌上端再放置一根水平金屬棒cd，質量為m，導軌上接有電源，使abcd構成回路，回路電流恒為I，垂直于導軌平面有一個磁感應強度為B的勻強磁場．金屬棒和導軌之間接觸良好，cd棒恰好靜止．則cd棒所受磁場力的大小為
 
；cd棒與ab棒之間高度差h為
 
．（已知重力加速度為g）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在豎直平面有一個形狀為拋物線y=x2的光滑軌道，其下半部分處在一個垂直紙面向里的磁場中，磁場的上邊界是y=a的直線（圖中虛線所示）．一個小金屬環(huán)從軌道上y=b（b＞a）處以速度v沿軌道下滑，假設軌道足夠長，且空氣阻力不計，小金屬環(huán)在曲面上運動的整個過程中損失的機械能總量為△E，則（　�。�
A、若磁場為勻強磁場，△E=mgb+
1
2
mv2
B、若磁場為勻強磁場，△E=mg(b-a)+
1
2
mv2
C、若磁場為非勻強磁場，△E=mgb+
1
2
mv2
D、若磁場為非勻強磁場，△E=mg(b-a)+
1
2
mv2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在豎直平面內，勻強磁場垂直紙面向里，磁感應強度B大小為0.2T，通電導線在紙面內，長度為0.2m，導線與水平面夾角θ=30°，導線中的電流為2A．關于該導線所受安培力的說法正確的是（　　）
A、大小為0.04
3
N
B、大小為0.08N
C、方向豎直向上
D、方向豎直向下

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在平面直角坐標系中，第一象限內有豎直向下的勻強電場，場強為E=20N/C，第四象限內有一個圓形區(qū)域的勻強磁場，方向垂直紙面向外，大小為B=4
2
，未畫出來．一個帶正電的粒子質量為m=2×10-5kg，電量為q=5×10-3C，重力不計，從y中上的a點以v0=10m/s的速度垂直 y 軸射入電場．Oa長度為 h=0.01m，粒子通過x軸上的b點進入第四象限，粒子經(jīng)圓形磁場后從c點射出第四象限，出射的速度方向與y軸負方向成75°．（π=3.14）求：
（1）粒子通過b點時的速度大小及方向．
（2）磁場的最小面積是多少．

查看答案和解析>>

同步練習冊答案