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如图所示,两个界面S1和S2互相平行,间距为d,将空间分为三个区域。I和III两区域内有方向指向纸内的匀强磁场,磁感应强度分别为B1和B2。区域II内是匀强电场E,方向从S1垂直指向S2。一质量为m、电量为-q的粒子(重力不计)以平行于电场线的初速度v0,从与S1相距为d/4的O点开始运动,为使该粒子沿图中的轨迹(轨迹的两个半圆的半径相等)求:                           (11分)

(1)磁感应强度B1:B2之比应是多少;

(2)场强E应满足什么条件?

 

【答案】

(1)在磁场中,由牛顿第二定律,有:,则R=

由题意可知R1=R2,即                   (2分)

在电场中运动的过程中,由动能定理有:    (2分)                                 

                     (2分)

可得:                 (2分)

(2)若粒子到达S2边界上的速度刚好为0,为使粒子沿图示轨迹运动,必须满足:

                                                   (2分)

可得:                                                  (1分)

【解析】略

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,两块平行金属极板MN水平放置,板长L=1m.间距d=
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m,两金属板间电压UMN=1×104 V;在平行金属板右侧依次存在ABC和FGH两个全等的正三角形区域,正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形的上顶点A与上金属板M平齐,BC边与金属板平行,AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点;正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场B2,已知A、F、G处于同一直线上.B、C、H也处于同一直线上.AF两点距离为
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m.现从平行金属极板MN左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电粒子,粒子质量m=3×10-10 kg,带电量q=+1×10-4 C,初速度v0=1×105 m/s.
(1)求带电粒子从电场中射出时的速度v的大小和方向
(2)若带电粒子进入中间三角形区域后垂直打在AC边上,求该区域的磁感应强度B1
(3)若要使带电粒子由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面,求B2应满足的条件.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两块平行金属极板MN水平放置,板长L= 1 m.间距d = m,两金属板间电压UMN= 1×104 V;在平行金属板右侧依次存在ABC和FGH两个全等的正三角形区域,正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形的上顶点A与上金属板M平齐,BC边与金属板平行,AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点;正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场B2,已知A、F、G处于同一直线上.B、C、H也处于同一直线上.AF两点距离为m。现从平行金属极板MN左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电粒子,粒子质量m = 3×10-10 kg,带电量q = +1×10-4 C,初速度v0 = 1×105 m/s。

 (1)求带电粒子从电场中射出时的速度v的大小和方向

 (2)若带电粒子进入中间三角形区域后垂直打在AC边上,求该区域的磁感应强度B1

(3)若要使带电粒子由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面,求B2应满足的条件。

 

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科目:高中物理 来源:2012届山东省济南市高三3月高考模拟考试物理卷(带解析) 题型:计算题

如图所示,两块平行金属极板MN水平放置,板长L =" 1" m.间距d = m,两金属板间电压UMN = 1×104 V;在平行金属板右侧依次存在ABC和FGH两个全等的正三角形区域,正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形的上顶点A与上金属板M平齐,BC边与金属板平行,AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点;正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场B2,已知A、F、G处于同一直线上.B、C、H也处于同一直线上.AF两点距离为m。现从平行金属极板MN左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电粒子,粒子质量m = 3×10-10 kg,带电量q = +1×10-4 C,初速度v0 = 1×105 m/s。

(1)求带电粒子从电场中射出时的速度v的大小和方向
(2)若带电粒子进入中间三角形区域后垂直打在AC边上,求该区域的磁感应强度B1
(3)若要使带电粒子由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面,求B2应满足的条件。

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科目:高中物理 来源:2011-2012学年山东省济南市高三3月高考模拟考试物理卷(解析版) 题型:计算题

如图所示,两块平行金属极板MN水平放置,板长L = 1 m.间距d = m,两金属板间电压UMN = 1×104 V;在平行金属板右侧依次存在ABC和FGH两个全等的正三角形区域,正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形的上顶点A与上金属板M平齐,BC边与金属板平行,AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点;正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场B2,已知A、F、G处于同一直线上.B、C、H也处于同一直线上.AF两点距离为m。现从平行金属极板MN左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电粒子,粒子质量m = 3×10-10 kg,带电量q = +1×10-4 C,初速度v0 = 1×105 m/s。

 (1)求带电粒子从电场中射出时的速度v的大小和方向

 (2)若带电粒子进入中间三角形区域后垂直打在AC边上,求该区域的磁感应强度B1

(3)若要使带电粒子由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面,求B2应满足的条件。

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两块平行金属极板MN水平放置,板长L=1 m,间距d= m,两金属板间电压UMN=1×104 V;在平行金属板右侧依次存在ABCFGH两个全等的正三角形区域,正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形的上顶点A与上金属板M平齐,BC边与金属板平行,AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点;正三角形FGH内存在垂直纸面向外的匀强磁场B2,已知AFG处于同一直线上,BCH也处于同一直线上,AF两点距离为 m。现从平行金属极板MN左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电粒子,粒子质量m=3×10-10 kg,带电量q=+1×10-4 C,初速度v0=1×105 m/s。

(1) 求带电粒子从电场中射出时的速度v的大小和方向

(2) 若带电粒子进入中间三角形区域后垂直打在AC边上,求该区域的磁感应强度B1

(3) 若要使带电粒子由FH边界进入FGH区域并能再次回到FH界面,求B2应满足的条件

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