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如图所示,一个带电的小球从P点自由下落,P点距场区边界MN高为h,边界MN下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的匀强磁场,小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后,恰能做匀速圆周运动,并从边界上的b点穿出,已知ab=L,求:

(1)小球的带电性质及其电荷量与质量的比值;
(2)该匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(3)小球从P经a至b时,共需时间为多少?
(1)  (2)、方向垂直纸面向外  (3)

试题分析:(1)小球进入电场与磁场的复合场后,恰能做匀速圆周运动,则重力与电场力平衡,电场力方向向上,场强向下,小球带负电;
可得电荷量与质量的比值
(2)粒子由a到b运动半周,由左手定则可得磁场方向垂直纸面向外;



解得
(3)设小球下落h时间为,磁场中的运动时间为
可得

在磁场中运动时间为
则小球从P经a至b时,共需时间为
点评:带电粒子在复合场中做匀速圆周运动,则重力和电场力平衡,洛仑兹力提供做圆周运动的向心力。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为E, 在M下方整个空间有垂直向里的匀强磁场,ACB为光滑固定的半圆形轨道,圆轨道半径为R, AB为半圆水平直径的两个端点,AC为圆弧。一个质量为m电荷量为q的带负电小球,从A点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失,关于带电粒子的运动情况,下列说法错误的是( )
A.小球一定能沿半圆形轨道从B点离开轨道
B.小球在AC部分可能做匀速圆周运动
C.若小球能从B点离开,上升的高度一定小于H
D.小球沿半圆形轨道从A运动至C点时的速度可能为零

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,匀强电场E竖直向下,匀强磁场B垂直纸面向里.现有三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c,若将它们分别置入该区域中,油滴a保持静止,油滴b向左水平匀速运动,油滴c向右水平匀速运动,不计空气阻力,比较三个油滴所受重力(   )
A.油滴a所受重力最大B.油滴b所受重力最大
C.油滴c所受重力最大D.三个油所受滴重力一样大

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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,在的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨QPN与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为QN圆弧的中点,其半径R=40cm,一带正电q=10-4C的小滑块质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因数,位于N点右侧x=1.5m处,取g=10m/s2,求:

(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则滑块应以多大的初速度v0向左运动?
(2)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一质子以速度v穿过相互垂直的电场和磁场区域时作直线运动,如图所示,则以下说法正确的是(粒子重力不计)(     )
A.若电子以相同的速度射入该区域,将会发生偏转
B.只有带正电的粒子以相同的速度射入时才不会偏转
C.无论何种带电粒子,只要以相同的速度射入都不会发生偏转
D.若质子的速度大于v,它将向正极板偏转

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,电子电量为C,质量为,在O点以水平速度沿极板中心飞入平行板电容器,已知两极板间距为,板长为,电子恰好从上极板的边缘飞出,进入垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为,区域足够大,电子在磁场力的作用下又恰好从下极板边缘进入电场,并在进入电场瞬间改变极板电性,电压大小不变,(电子重力不计)求:

(1)电子第一次通过电场所花的时间。
(2)两极板间的电压大小。
(3)磁场的磁感应强度为多少?
(4)请在图中画出电子在电场和磁场中运动的所有轨迹(不要求计算)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,空间存在竖直向上方向的匀强电场,E=2.0×102N/C,水平方向存在向外的匀强磁场,B=T,在A处有一个质量为0.3Kg的小球,所带电量为q=﹢2.0×10-2C。用长为L=6m的不可伸长的绝缘细线与固定点O连接,AO与电场线垂直处于水平状态,取g="10" m/s2,现让该小球在A处静止释放。

求:(1)小球第一次到达O点正上方时的速度大小和细线的拉力。
(2)若撤去磁场且电场方向转到水平向左,小球仍从A处静止释放,求小球第一次到达O点正下方时增加的机械能△E和速度的大小。(结果可保留根号)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

轻质细线吊着一质量为m=0.42kg,边长为L=1m、匝数n=10的正方形线圈,其总电阻为r=l。在框的中间位置以下区域分布着矩形磁场,如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化如图乙所示,

求:
(1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针?
(2)线圈的电功率;
(3)在t=4s时轻质细线的拉力大小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(8分)竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在如图所示的匀强磁场中,B=1.1T,管道半径R=0.8m,其直径POQ在竖直线上,在管口P处以2m/s的速度水平射入一个带电小球,可把它视为质点,其电荷量为lO-4C(g=lOm/s2),试求:

(1)小球滑到Q处的速度为多大?
(2)若小球从Q处滑出瞬间,管道对它的弹力正好为零,小球的质量为多少?

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