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如图所示,在直角坐标系xoy的第一象限中分布着沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限中分布着方向向里垂直纸面的匀强磁场。一个质量为m、电荷量大小为q的带正电微粒,在A点(0,3)以初速度υ0=120m/s平行x轴射入电场区域,然后从电场区域进入磁场,又从磁场进入电场,并且先后只通过x轴上的P点(6,0)和Q点(8,0)各一次。已知该微粒的比荷为=102C/kg,微粒重力不计。

求:
(1)微粒从AP所经历的时间和加速度的大小;
(2)求出微粒到达P点时速度方向与x轴正方向的夹角;
(3)电场强度E和磁感强度B的大小。
(1) 2.4×103m/s2 (2) 45°(3)1.2T

试题分析:(1)微粒从平行x轴正方向射入电场区域,由AP做类平抛运动,微粒在x轴方向上做匀速直线运动

sx=v0 t      t== 0.05s ……2分
微粒沿y轴方向做初速度为零的匀加速直线运动
sy =at2      a = 2.4×103m/s2……2分
(2) vy=at         tanα=            αarctan= 45°……3分
(3) qE="m" a            E = 24N/C ……2分           
设微粒从P点进入磁场速度 v=v0……1分  由几何关系 R = m……1分  
 qvB=m……1分       B==1.2T ……1分
点评:该题考察到了复合场的问题,即在同一区域内同时存在电场、磁场和重力场三者中的任何两个,或三者都存在.此类问题看似简单,受力不复杂,但仔细分析其运动往往比较难以把握.
常用的处理方法:
1、建立带电粒子在复合场中运动的物理情景.
2、物理情(图)景与解析几何知识有机结合,将物理问题化归为数学问题.
思想方法:数理结合,建模和化归的思想方法.
解题思维流程:题给文字信息→建立物理图景→化归为几何问题→还原为物理结论(构建物理图景(模型)是关键、化归为几何问题是手段).
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

平行正对极板A、B间电压为U0,两极板中心处均开有小孔。平行正对极板C、D长均为L,板间距离为d,与A、B垂直放置,B板中心小孔到C、D两极板距离相等。现有一质量为m,电荷量为+q的粒子从A板中心小孔处无初速飘入A、B板间,其运动轨迹如图中虚线所示,恰好从D板的边沿飞出。该粒子所受重力忽略不计,板间电场视为匀强电场。

(1)指出A、B、C、D四个极板中带正电的两个极板;
(2)求出粒子离开B板中心小孔时的速度大小;
(3)求出C、D两极板间的电压。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

有一初速为零的电子经电压U1加速后,进入两块间距为d,电压为U2的平行金属板间,若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能从B板边缘穿出电场,设电子的电荷量为,质量为m,(重力不计)求:

(1)电子刚进入平行金属板时的初速度;
(2)平行金属板的长度。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,水平放置的平行金属板A和B间的距离为d,金属板长L=2d, B板的右侧边缘恰好是倾斜挡板NM上的一个小孔K,现有质量为m、带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束,从AB的中点O以平行于金属板方向OO′的速度v0不断射入,不计粒子所受的重力.

(1)若在A、B板间加一恒定电压U=U0,则要使粒子穿过金属板后恰好打到小孔K,求U0的大小;
(2)若在A、B板间加上如图乙所示的电压,电压为正表示A板比B板的电势高,其中T=,且粒子只在0~时间内入射,则能打到小孔K的粒子在何时从O点射入?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两极板不带电,上极板接地,极板长L="0.1" m,两板间距离d="0.4" cm,有一束由相同粒子组成的带正电粒子流,以某一初速度v0从两板中央平行于极板射入,由于重力的作用,粒子恰能落到下板中点O处.已知粒子质量为m=2×10-6 kg,电荷量q=1×10-8 C,电容器的电容C=1×10-6 F,g取10 m/s2,不计空气阻力及粒子间的相互影响.

(1)求粒子入射速度v0的大小;
(2)若在两极板间加上适当的恒定电压,要让以速度v0入射的上述带电粒子,恰好做匀速直线运动从两板间飞出,试确定下极板的带电性质和电荷量?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,虚线a、b、c代表点电荷电场中的三个等势面,它们的电势分别为φa、φb和φc, φabc。一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如图中实线KLMN所示。由图可知下列说法中正确的是(  )
A.粒子在K点的速度比在L点的速度大
B.粒子在K点的速度与在N点的速度相同
C.粒子在L点的电势能比在M点的电势能大
D.粒子在L点的加速度比在M点的加速度大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

下图为一真空示波管的示意图,电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计),经灯丝与A板间的电压U1加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。 已知M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L,电子的质量为m,电荷量为e,不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。

(1)求电子穿过A板时速度的大小v0
(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量y;
(3)若要使电子打在荧光屏上P点的上方,加速电压U1和M、N两板间的电压为U2将如何改变?(不用说明理由)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一带电粒子只在电场力的作用下沿图中曲线从J到K穿过   一匀强电场,a、b、c、d为该电场的等势面,其中有φabcd,若不计粒子的重力,可以确定(  )
A.粒子带正电
B.从J到K粒子的电势能增加
C.粒子带负电
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,一长为L的细线上端固定,下端拴一质量为m的带电小球,将它置于一水平向右的匀强电场E中,当细线偏角为θ=450时,小球处于平衡状态,

试问:(1)小球的带电荷量q多大?
(2)若细线的偏角θ从450增加到900,然后由静止释放小球,细线到达竖直位置时小球速度?该位置绳子对球的拉力为多少?

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