练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图，在空间中存在匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直xOy平面（纸面）向外，同时在x＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴正方向．一带电量为+q、质量为m的带电运动粒子，以某一速度经过坐标原点O，方向沿x轴负方向，经过一定时间经过y轴上y=L处的P点进入x＞0的空间，并在x＞0的空间中做匀速直线运动．不计重力．求：
    （1）粒子经过坐标原点O的速度υ？
    （2）若保持粒子经过坐标原点O时的速度不变，而将x＞0的空间中的匀强电场撤去，匀强磁场大小变为2B，方向变为垂直xOy平面（纸面）向里，粒子将经过y轴上的N（图中未标）点．则粒子从O点到N点的运动时间及N到O点的距离分别为多少？
    （3）若保持粒子经过坐标原点O时的速度不变，而将x＞0的空间中的匀强磁场撤去，匀强电场大小保持不变，方向变为沿y轴负方向，粒子将经过x轴上的Q点．则粒子从P点到Q点的运动时间及在Q点时的速度大小分别为多少？
    分析：（1）根据粒子在磁场中运动的轨道半径大小，结合洛伦兹力提供向心力求出粒子经过坐标原点的速度．
    （2）将磁场变为原来的2倍，粒子在x＞0的空间中继续做匀速圆周运动，根据半径公式求出O点到N点的距离．结合周期公式求出运动的时间．
    （3）将x＞0的空间中的匀强磁场撤去，匀强电场大小保持不变，方向变为沿y轴负方向，粒子做类平抛运动，根据牛顿第二定律和运动学公式以及动能定理求出粒子从P点到Q点的运动时间及在Q点时的速度大小．
    解答：解：（1）设粒子在O点的速度大小为υ，粒子在x＜0空间中做匀速圆周运动，则r=
    mυ
    qB
    …①
    2r=L…②
    得υ=
    qBL
    2m
    …③
    （2）粒子在x＞0的空间中，有r′=
    mv
    q?2B
    =
    1
    2
    r
    则x2（r+r′）=
    3L
    2
    　
    在x＜0空间中运动的时间t1=
    πm
    qB
    ，在x＞0的空间中运动的时间t2=
    πm
    q?2B

    则t=
    3πm
    2qB

    （3）粒子进入x＞0的空间后做匀速直线运动，设匀强电场的场强大小为E，则
    qE═qυB…④得
    E=
    qB2L
    2m
    …⑤
    当撤去x＞0空间中的匀强磁场，匀强电场方向变为沿y轴负方向后，粒子在x＞0的空间从P点开始在x轴正方向做速度为υ的匀速直线运动，在y轴负方向上做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a，设从P点到Q点的时间为t，则a=
    qE
    m
    …⑥
    a=
    q2B2L
    2m2
    …⑦
    L═
    1
    2
    at2    …⑧
    t═
    2m
    qB
    …⑨
    设粒子在Q点时速度大小为υ1，根据动能定理得，则
    1
    2
    mυ12-
    1
    2
    mυ2=qEL    …⑩
    υ1=
    		5
    qBL
    2m

    答：（1）粒子经过坐标原点O的速度υ=
    qBL
    2m
    ．
    （2）粒子从O点到N点的运动时间是
    3πm
    2qB
    ，N到O点的距离为
    3L
    2
    ．
    （3）粒子从P点到Q点的运动时间为
    2m
    qB
    及在Q点时的速度大小为υ1=
    		5
    qBL
    2m
    ．
    点评：本题考查粒子在复合场中的运动，关键理清粒子的运动规律，结合牛顿第二定律、运动学公式以及动能定理进行求解．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图，在空间中存在匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直xOy平面（纸面）向外，同时在x＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴正方向．一带电量为+q、质量为m的带电粒子，以某一速度经过坐标原点O，方向沿x轴负方向，经过一定时间经过y轴上y=L处的P点进入x＞0的空间，并在x＞0的空间中做匀速直线运动．若保持粒子经过坐标原点O时的速度不变，而将x＞0的空间中的匀强磁场撤去，匀强电场大小保持不变，方向变为沿y轴负方向，粒子将经过x轴上的Q点．不计重力．求：
    （1）粒子在坐标原点O的速度大小，
    （2）粒子从P点运动到Q点的时间，
    （3）粒子运动到Q点的速度大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在空间中存在匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，电场方向平行于水平地面向右．一带电粒子在空间中从N沿着虚线运动到M，带电粒子的重力不可忽略，则以下说法正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图，在空间中存在匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直xOy平面(纸面)向外，同时在x>0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴正方向．一带电量为+q、质量为m的带电运动粒子，以某一速度经过坐标原点O，方向沿x轴负方向，经过一定时间经过y轴上y＝L处的P点进入x>0的空间，并在x>0的空间中做匀速直线运动．若保持粒子经过坐标原点O时的速度不变，而将x>0的空间中的匀强磁场撤去，匀强电场大小保持不变，方向变为沿y轴负方向，粒子将经过x轴上的Q点。不计重力．求：
        (1)粒子在坐标原点O的速度υ＝?    (2)粒子从P点到Q点时的时间?
        (3)粒子在Q点时的速度大小?
     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2010-2011学年湖北省武汉市洪山区光谷二中高二（上）期中物理试卷（解析版） 题型：选择题

    如图所示，在空间中存在匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，电场方向平行于水平地面向右．一带电粒子在空间中从N沿着虚线运动到M，带电粒子的重力不可忽略，则以下说法正确的是（ ）

    A．带电粒子一定带正电
    B．带电粒子可能带正电
    C．粒子将做匀速运动，则其动能、电势能均保持不变
    D．粒子的电势能减小

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案