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如图所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1E的大小为0.5×103 V/m,B1大小为0.5 T;第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,磁场的下边界与x轴重合.一质量m=1×10-14 kg、电荷量q=1×10-10 C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动,经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域.一段时间后,小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出.M点的坐标为(0,-10),N点的坐标为(0,30),不计粒子重力,g取10 m/s2

(1)请分析判断匀强电场E1的方向并求出微粒的运动速度v

(2)匀强磁场B2的大小为多大?;

(3)B2磁场区域的最小面积为多少?

答案:
解析:

  (1)由于重力忽略不计,微粒在第四象限内仅受,且微粒做直线运动,速度的变化会引起洛仑兹力的变化,所以微粒必做匀速直线运动.这样,电场力和洛仑兹力大小相等,方向相反,电场E的方向与微粒运动的方向垂直,即与y轴负方向成60°角斜向下.  (2分)

  由力的平衡有

  EqB1qv  (2分)

  ∴  (1分)

  (2)画出微粒的运动轨迹如图.

  由几何关系可知粒子在第一象限内做圆周运动的半径为  (2分)

  微粒做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,即

    (2分)

  解之得  (1分)

  (3)由图可知,磁场B2的最小区域应该分布在图示的矩形PACD内.由几何关系易得  (1分)

    (1分)

  所以,所求磁场的最小面积为  (2分)


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?湖南模拟)如图所示,第四象限内有互相正交的电场强度为E的匀强电场与磁感应强度为B1=0.25T的匀强磁场,第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面向里、磁感应强度为B:的匀强磁场,磁场的下边界与x轴重合.质量为m=
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×10-10kg、带电量q=+1×10-6C的微粒以速度v=1×103m/s从y轴上的M点开始沿与y轴正方向成600角的直线匀速运动,经P点进入处于第一象限内的匀强磁场区域.一段时间后,小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60.角的方向进入第二象限.M点的坐标N(0,-l0),N点的坐标为(O,30),不计粒子的重力,g取10m/s2.求:
(1)第四象限内匀强电场的电场强度E;
(2)第一象限内匀强磁场的磁感应强度B2的大小;
(3)第一象限内矩形匀强磁场区域的最小面积Smin

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?南平模拟)(强化班学生做)如图所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1,E的大小为0.5×103V/m,B1大小为0.5T.第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,磁场的下边界与x轴重合.一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动,经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域.一段时间后,微粒经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出.M点的坐标为(0,-10),N点的坐标为(0,30),不计微粒的重力,g取10m/s2.求:
(1)请分析判断匀强电场E1的方向并求出微粒的运动速度v;
(2)匀强磁场B2的大小为多大;
(3)B2磁场区域的最小面积为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1,E的大小为0.5×103V/m,B1大小为0.5T;第一象限的某个区域内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,磁场B2的下边界与x轴重合.大量的质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒,以某一速度v沿与y轴正方向60°角,从y轴OM间进入B1场,一段时间后,所有的微粒都通过第一象限中的某一点.已知微粒在B1场中沿直线运动,M点的坐标为(0,-10).不计粒子重力,g取10m/s2
(1)请分析判断匀强电场E1的方向并求出微粒的运动速度v;
(2)匀强磁场B2的大小为多大?
(3)B2磁场区域的最小面积为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

(分)如图所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1 E的大小为0.5×103V/m, B1大小为0.5T;第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,磁场的下边界与x轴重合。一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动,经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域。一段时间后,小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出。M点的坐标为(0,-10),N点的坐标为(0,30),不计粒子重力,g取10m/s2

(1)请分析判断匀强电场E的方向并求出微粒的运动速度大小v

(2)画出微粒的运动轨迹图,并求出匀强磁场B2的大小;

(3) B2磁场区域的最小面积为多少?

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科目:高中物理 来源:2011届辽宁省铁岭六校高三第二次联考物理试卷 题型:计算题

如图所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1 E的大小为0.5×103V/m, B1大小为0.5T;第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,磁场的下边界与x轴重合.一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动,经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域.一段时间后,小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出。M点的坐标为(0,-10),N点的坐标为(0,30),不计粒子重力, g取10m/s2
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