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如图所示,宽度为d1的I区里有与水平方向成45°角的匀强电场E1,宽度为d2的II区里有相互正交的匀强磁场B和匀强电场E2.一带电量为q,质量为m的微粒自图中I区左边界线上的P点由静止释放后水平向右做直线运动进入II区的复合场再做匀速圆周运动到右边界上的Q点,其速度方向改变了60°,重力加速度为g.(d1、E1、E2未知)求:
(1)E1、E2的大小;
(2)有界电场E1的宽度d1
(1)由题意有:qE1sin45°=mg
qE2=mg
E1=
2
mg
q

E2=
mg
q

(2)设微粒在复合场中做匀速圆周运动的速率为v,轨道半径为R,由几何关系有:
Rsin60°=d2
qvB=m
v2
R
有:R=
mv
qB

联立求得:
v=
qBd2
msin60°
=
2
3
qBd2
3m

微粒在I区中加速时有:
qE1cos45°×d1=
1
2
mv2

或由v2=2ad1而a=
qE1cos45°
m

解得:d1=
2q2B2
d22
3m2g

答:(1)两电场强度的大小分别为E1=
2
mg
q
E2=
mg
q

(2)有界电场E1的宽度d1=
2q2B2
d22
3m2g
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在倾角为θ,用绝缘材料制成的斜面上,一个质量为m,带电量为+q小滑块,它与斜面间的动摩擦因数为?(?<tgθ).整个装置处于方向垂直斜面向上,磁感应强度为B的匀强磁场中.若小滑块由A点静止释放,到达B点时刚好能做直线运动.已知斜面足够大,滑块电量不变,A、B两点高度差为H.
求:(1)试根据小滑块的受力特点,分析小滑块经过b点后的运动情况;
(2)小滑块作直线运动时的速度方向与斜面边线MN的夹角(用三角函数表示);
(3)小滑块从A运动到B的过程中,滑动摩擦力所做的功.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,竖直边界PQ左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,右侧有竖直向下的匀强电场,场强大小为E,C为边界上的一点,A与C在同一水平线上且相距为L,两相同的粒子以相同的速率分别从A、C两点同时射出,A点射出的粒子初速度沿AC方向,C点射出的粒子初速度斜向左下方与边界PQ成夹角q=
p
6
,A点射出的粒子从电场中运动到边界PQ时,两粒子刚好相遇.若粒子质量为m,电荷量为+q,重力不计,求:
(1)粒子初速度v0的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)相遇点到C点的距离.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,大量质量为m、电荷量为+q的粒子,从静止开始经极板A、B间加速后,沿中心线方向陆续进入平行极板C、D间的偏转电场,飞出偏转电场后进入右侧的有界匀强磁场,最后从磁场左边界飞出.已知A、B间电压为U0;极板C、D长为L,间距为d;磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,磁场的左边界与C、D右端相距L,且与中心线垂直.假设所有粒子都能飞出偏转电场,并进入右侧匀强磁场,不计粒子的重力及相互间的作用.则:
(1)求粒子在偏转电场中运动的时间t;
(2)求能使所有粒子均能进入匀强磁场区域的偏转电压的最大值U;
(3)接第(2)问,当偏转电压为
U
2
时,求粒子进出磁场位置之间的距离.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,水平放置的平行金属板A和D间的距离为d,金属板长为L=
3
d
,两板间所加电压为U,D板的右侧边缘恰好是倾斜挡板NM上的一个小孔K,NM与水平挡板NP成60°角,且挡板足够长,K与N间的距离为KN=a.现有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从A、D的中点O沿平行于金属板方向OO'以某一速度射入,不计粒子的重力.该粒子穿过金属板后恰好穿过小孔K:
(1)求该粒子从O点射入时的速度大小v0
(2)若两档板所夹的整个区域存在一垂直纸面向外的匀强磁场,粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上,求该磁场的磁感应强度的大小B0
(3)若磁场方向变为垂直纸面向里,且只存在于两档板所夹间的某一区域内,同样使该粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上(之前与挡板没有碰撞),求满足条件的磁感应强度的最小值Bmin

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在磁场中有甲、乙两个运动电荷,甲运动方向与磁场方向垂直,乙运动方向与磁场方向平行,则(  )
A.甲、乙都受洛伦兹力作用
B.甲、乙都不受洛伦兹力作用
C.只有甲受洛伦兹力作用
D.只有乙受洛伦兹力作用

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,水平桌面处在竖直向下的匀强磁场中,桌面上平放着一只内壁光滑的玻璃试管,管的底部M处有一带电小球.在水平拉力F作用下,试管向右做匀速运动时,小球向管口N运动,则(  )
A.小球带负电
B.小球带正电
C.在小球未从管口出去前,拉力F逐渐变大
D.在小球未从管口出去前,拉力F保持不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,地面上方竖直界面N左侧空间存在着水平的、垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=2.0T.与N平行的竖直界面M左侧存在竖直向下的匀强电场,电场强度E1=100N/C.在界面M与N之间还同时存在着水平向左的匀强电场,电场强度E2=100N/C.在紧靠界面M处有一个固定在水平地面上的竖直绝缘支架,支架上表面光滑,支架上放有质量m2=1.8×10-4kg的带正电的小物体b(可视为质点),电荷量q2=1.0×10-5C.一个质量为m1=1.8×10-4kg,电荷量为q1=3.0×10-5C的带负电小物体(可视为质点)a以水平速度v0射入场区,沿直线运动并与小物体b相碰,a、b两个小物体碰后粘合在一起成小物体c,进入界面M右侧的场区,并从场区右边界N射出,落到地面上的Q点(图中未画出).已知支架顶端距地面的高度h=1.0m,M和N两个界面的距离L=0.10m,g取10m/s2.求:
(1)小球a水平运动的速率.
(2)物体c刚进入M右侧的场区时的加速度.
(3)物体c落到Q点时的速率.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,在0≤x≤d的空间,存在垂直xOy平面的匀强磁场,方向垂直xOy平面向里.y轴上P点有一小孔,可以向y轴右侧垂直于磁场方向不断发射速率均为v、与y轴所成夹角θ可在0~1800范围内变化的带负电的粒子.已知θ=45°时,粒子恰好从磁场右边界与P点等高的Q点射出磁场,不计重力及粒子间的相互作用.求:
(1)磁场的磁感应强度;
(2)若θ=30°,粒子射出磁场时与磁场边界的夹角(可用三角函数、根式表示);
(3)能够从磁场右边界射出的粒子在磁场中经过的区域的面积(可用根式表示).

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