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如图所示,间距为L的两水平极板间存在相互垂直的匀强电场与匀强磁场,其场强大小分别为E和B.已知磁场方向垂直纸面向里,若一带正电的粒子以某一初速度由两极板左侧边界的中点垂直电场和磁场方向射入,恰好沿水平直线运动(不计重力),则
(1)极板间的电场方向怎样?粒子的初速度为多少?
(2)若只撤去电场,粒子恰好与上极板垂直相碰,则粒子的电荷量与质量之比
q
m
为多少?
(1)设粒子的初速度为v0,粒子在电磁场中做直线运动时受力平衡,则有:qE=qv0B;解得:v0=
E
B

因粒子带正电,由左手定则可知,洛伦兹力方向竖直向上,则电场力方向竖直向下,因此电场方向是竖直向下;
(2)当只撤去电场,粒子只有洛伦兹力作用下,做匀速圆周运动,而粒子恰好与上极板垂直相碰,则有运动的半径为:R=
L
2

根据洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律,则有:Bqv0=m
v20
R

解得:
q
m
=
v0
BR
=
2EL
B2

答:(1)极板间的电场方向竖直向下,粒子的初速度为v0=
E
B

(2)粒子的电荷量与质量之比
q
m
2EL
B2
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

长为L的水平极板间,有垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,磁感应强度为B,板间距离也为L,板不带电,现有质量为m、电量为q的正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直磁感线以初速度v水平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,求初速度v的范围.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一个质量为m的带电液滴在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中的竖直面内做半径为R的匀速圆周运动,电场和磁场的方向如图.那么这个液滴的电性与转动方向应是(  )
A.一定带正电,沿逆时针方向转动
B.一定带负电,沿顺时针方向转动
C.一定带负电,但旋转方向不能确定
D.电性和旋转方向不能确定

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,匀强电场方向竖直向下,匀强磁场方向垂直纸面向里.已知该正交电磁场区域的宽度d=8cm,带电粒子以速度v0水平向右射入该正交电磁场区域时,恰好不改变运动方向.若粒子射入时,只有电场,测得该带电粒子沿竖直方向向上偏移y1=3.2cm.不计带电粒子的重力,若粒子射入时只有磁场,试回答下列问题:
(1)带电粒子带何种电荷.
(2)带电粒子离开磁场时偏离原方向的距离y2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示的空间中存在着都沿水平方向且正交的匀强电场和匀强磁场,从A点沿AB、AC方向绝缘地抛出两带电小球,关于小球的运动情况,下列说法中正确的是(  )
A.从AB、AC抛出的小球都可能做直线运动
B.只有沿AB抛出的小球才可能做直线运动
C.做直线运动的小球带正电,而且一定是做匀速直线运动
D.做直线运动的小球机械能守恒

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在长方形abcd区域内有正交的电磁场,ab=
bc
2
=L,一带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射入,恰沿直线从bc边的中点P射出,若撤去磁场,则粒子从c点射出;若撤去电场,则粒子将(重力不计)(  )
A.从b点射出B.从b、P间某点射出
C.从a点射出D.从a、b间某点射出

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为,导轨平面与水平面的夹角=30°,导轨电阻不计,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。长为的金属棒垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为、电阻为r=R。两金属导轨的上端连接一个灯泡,灯泡的电阻RL=R,重力加速度为g。现闭合开关S,给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F=mg的恒力,使金属棒由静止开始运动,当金属棒达到最大速度时,灯泡恰能达到它的额定功率。求:

(1)金属棒能达到的最大速度vm
(2)灯泡的额定功率PL
(3)金属棒达到最大速度的一半时的加速度a;
(4)若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始上滑4L的过程中,金属棒上产生的电热Qr

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

关于磁场和磁感线,下列说法中正确的是(   )
A.磁感线总是从磁体N极出发到磁体S极终止
B.磁感线的疏密程度描述了磁场的强弱
C.磁场中某点磁场方向与可以自由转动的小磁针N极所受的磁场力方向相同
D.磁场中某处磁感应强度方向与通电导线在该处所受的安培力方向相同

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,质量为m、电荷量为q的带电液滴从h高处自由下落,进入一个互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面,磁感应强度为B,电场强度为E。已知液滴在此区域中做匀速圆周运动,则圆周运动的半径R为( )
A.B.
C.D.

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