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一个带正电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域,穿出电场后接着又进入匀强磁场区域.设电场和磁场区域有理想的分界线,且分界线与电场方向平行,如图中的虚线所示.在如图所示的几种轨迹中,正确的是(  )
分析:带正电粒子垂直电场射入,在电场力作用下做类平抛运动,然后垂直进入匀强磁场在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.
解答:解:A、当正粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向下,所以向下偏转;当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向上.故A正确;
B、当正粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向上,因此粒子应向上偏转,故B错误;
C、当正粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向下,所以向下偏转;当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向下,故C错误;
D、当正粒子垂直进入匀强电场时,由图可知,电场力向上,因此粒子应向上偏转,当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向下,故D正确;
故选:AD
点评:左手定则是判定磁场、电荷运动速度及洛伦兹力三者方向之间的关系.但电荷有正负之分,所以若是正电荷,则四指所指的方向为正电荷的运动方向,大拇指方向为洛伦兹力的方向;若是负电荷,四指所指方向为负电荷的运动方向,大拇指反方向为洛伦兹力的方向.
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A、经
d
2
,粒子速度达到
1
2
V
B、经
t
2
,电场力对粒子做功
1
4
qU
C、在保持A、B板带电量不变情况下把B板右移d,粒子的加速度将改变
D、在保持A、B板带电量不变情况下把B板右移d,粒子到达B板的所需时间为2t

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(22分)如图甲所示,在xOy坐标平面的第一象限(包括x、y轴)内存在磁感应强度大小为B0、方向垂直于xOy平面且随时间做周期性变化的匀强磁场,如图乙所示,规定垂直xOy平面向里的磁场方向为正。在y轴左侧有一对竖直放置的平行金属板M、N,两板间的电势差为U0。一质量为m、电量为q的带正电粒子(重力和空气阻力均忽略不计),从贴近M板的中点无初速释放,通过N板小孔后从坐标原点O以某一速度沿x轴正方向垂直射入磁场中,经过一个磁场变化周期T0(T0未知)后到达第一象限内的某点P,此时粒子的速度方向恰好沿x轴正方向。

(1)求粒子进入磁场作匀速圆周运动时的运动半径;

(2)若粒子在t=0时刻从O点射入磁场中,求粒子在P点纵坐标的最大值ym及相应的磁场变化周期T0的值;

(3)若在上述(2)中,第一象限内y=ym处平行x轴放置有一屏幕,如图甲,磁场变化周期为上述(2)中T0,但M、N两板间的电势差U可以在U0<U<9U0范围内变化,粒子仍在t=0时刻从O点射入磁场中,求粒子可能击中的屏幕范围。

 

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科目:高中物理 来源:2012届浙江省金华十校高三下学期3月高考模拟考试物理试题(带解析) 题型:计算题

(22分)如图甲所示,在xOy坐标平面的第一象限(包括x、y轴)内存在磁感应强度大小为B0、方向垂直于xOy平面且随时间做周期性变化的匀强磁场,如图乙所示,规定垂直xOy平面向里的磁场方向为正。在y轴左侧有一对竖直放置的平行金属板M、N,两板间的电势差为U0。一质量为m、电量为q的带正电粒子(重力和空气阻力均忽略不计),从贴近M板的中点无初速释放,通过N板小孔后从坐标原点O以某一速度沿x轴正方向垂直射入磁场中,经过一个磁场变化周期T0(T0未知)后到达第一象限内的某点P,此时粒子的速度方向恰好沿x轴正方向。

(1)求粒子进入磁场作匀速圆周运动时的运动半径;
(2)若粒子在t=0时刻从O点射入磁场中,求粒子在P点纵坐标的最大值ym及相应的磁场变化周期T0的值;
(3)若在上述(2)中,第一象限内y=ym处平行x轴放置有一屏幕,如图甲,磁场变化周期为上述(2)中T0,但M、N两板间的电势差U可以在U0<U<9U0范围内变化,粒子仍在t=0时刻从O点射入磁场中,求粒子可能击中的屏幕范围。

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(1)求粒子进入磁场作匀速圆周运动时的运动半径;

(2)若粒子在t=0时刻从O点射入磁场中,求粒子在P点纵坐标的最大值ym及相应的磁场变化周期T0的值;

(3)若在上述(2)中,第一象限内y=ym处平行x轴放置有一屏幕,如图甲,磁场变化周期为上述(2)中T0,但M、N两板间的电势差U可以在U0<U<9U0范围内变化,粒子仍在t=0时刻从O点射入磁场中,求粒子可能击中的屏幕范围。

 

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