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如图,平面内存在着沿轴正方向的匀强电场。一个质量为,带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度轴正方向开始运动。当它经过图中虚线上的点时,撤去电场,粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域(图中未画出),又从虚线上的某一位置N处沿轴负方向运动并再次经过M点。已知磁场方向垂直平面(纸面)向里,磁感应强度大小为B,不计粒子的重力。试求:

   (1)电场强度的大小;

   (2)N点的坐标;

   (3)矩形磁场的最小面积。

如图是粒子的运动过程示意图。

    ⑴ 粒子从OM做类平抛运动,设时间为t,则有

        (1分)

         (1分)

       得  (1分)

    ⑵ 设粒子运动到M点时速度为v,与x方向的夹角为,则

 (2分)

         (1分)

       ,即 (1分)

       由题意知,粒子从P点进入磁场,从N点离开磁场,粒子在磁场中以O′点为圆心做匀速圆周运动,设半径为R,则 (1分)

       解得粒子做圆周运动的半径为  (1分)

       由几何关系知,   (2分)

       所以N点的纵坐标为  (1分)

       横坐标为

       即N点的坐标为()  (1分)

    ⑶当矩形磁场为图示虚线矩形时的面积最小。则矩形的两个边长分别为

        (2分)

        (2分)

       所以矩形磁场的最小面积为

       (1分)

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(2013?宝鸡三模)如图,xOy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场.一个质量为m,带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向开始运动.当它经过图中虚线上的M(2
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a,a)点时,撤去电场,粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域(图中未画出),又从虚线上的某一位置N处y轴负方向运动并再次经过M点.已知磁场方向垂直xOy平面(纸面)向里,磁感应强度大小为B,不计粒子的重力.试求:
(1)电场强度的大小;
(2)N点的坐标;
(3)矩形磁场的最小面积.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?湖南模拟)如图,xOy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场,一个质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度vO沿x轴正方向开始运动.当它经过图中虚线上的M(2
3
a,a)点时,撤去电场,粒子继续运动一段时间后进人一个矩形匀强磁场区域(图中未画出),又从虚线上的某一位置N处沿y轴负方向运动并再次经过M点,已知磁场方向垂直xOy平面(纸面)向里,磁感应强度大小为B,不计粒子的重力,试求
(1)电场强度的大小;
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科目:高中物理 来源:2013届湖南省永州市高三第一次模拟考试物理试卷(带解析) 题型:计算题

如图所示,xoy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场,一个质量为m、电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向开始运动。当它经过图中虚线上的点时,撤去电场,粒子继续运动一段时间进入一个矩形匀强磁场区域(图中未画出),后又从虚线上的某一位置N处沿y轴负方向运动并再次经过M点,已知磁场方向垂直xOy平面向里,磁感应强度大小为B,不计粒子的重力。求:
(1)电场强度的大小;
(2)N点的坐标;
(3)矩形磁场的最小横截面积。

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(20分)如右图,xoy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场,一个质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴 正方向开始运动。当它经过图中虚线上的M(,a)点时,撤去电场,粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域(图中未画出),又从虚线上的某一位置N处沿y轴负方向运动并再次经过M点。已知磁场方向垂直xoy平面(纸面)向里,磁感应强度大小为B,不计粒子的重力。

试求:(1)电场强度的大小;      

(2)N点的坐标;

(3)矩形磁场的最小面积。

 

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