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        1. 如圖所示,虛線MN左側(cè)的整個(gè)空間存在一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場E1,虛線右側(cè)的整個(gè)空間存在方向豎直向上的勻強(qiáng)電場E2和方向垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場B.一絕緣帶電小球從距MN左側(cè)的A點(diǎn)以一定的初速度向右運(yùn)動(dòng),進(jìn)入虛線右側(cè)后在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),向左穿過MN后恰好落回A點(diǎn).已知A點(diǎn)到MN的距離為L;小球的質(zhì)量為m、帶電量為q,小球的初速度為v0,小球與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=v02/4gL;E1=mg/2q.
          (1)求右側(cè)電場E2的場強(qiáng)大。
          (2)求磁場B的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小.
          (1)小球在MN右側(cè)能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則有
          qE2=mg
          解得,E2=
          mg
          q

          (2)小球從A到M的過程中,設(shè)到M時(shí)速度為v.
          由動(dòng)能定理得:-μN(yùn)L=
          1
          2
          mv2-
          1
          2
          mv02;
          豎直方向平衡,有:N-qE1-mg=0
          在右側(cè)電磁場中粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng):qvB=m
          v2
          r

          重新回到MN左側(cè)運(yùn)動(dòng)作類平拋運(yùn)動(dòng),則有:
          L=vt
          2r=
          1
          2
          at2
          根據(jù)牛頓第二定律得:mg+qE1=ma
          由題μ=
          v20
          4gL
          ;E1=
          mg
          2q

          聯(lián)立以上各式解得:B=
          m
          v20
          3gqL2

          答:(1)右側(cè)電場E2的場強(qiáng)大小是
          mg
          q

          (2)磁場B的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是:B=
          m
          v20
          3gqL2
          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖所示,在xoy坐標(biāo)系中有虛線OA,OA與x軸的夾角θ=30°,(OA與y軸之間的區(qū)域有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,OA與x軸之間的區(qū)域有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場,已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E=5×105N/C.現(xiàn)從y軸上的P點(diǎn)沿與y軸正向夾角60°的方向以初速度v0=5×105m/s射入一個(gè)質(zhì)量m=8×10-26kg、電量q=+8×10-19C的帶電粒子,粒子經(jīng)過磁場、電場后最終打在x軸上的Q點(diǎn),已知P點(diǎn)到O的距離為
          3
          5
          m.(帶電粒子的重力忽略不計(jì))求:
          (1)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;
          (2)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間;
          (3)Q點(diǎn)的坐標(biāo).

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖,一束電荷量為e的電子以垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B并垂直于磁場邊界的速度v射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場中,穿出磁場時(shí)速度方向θ=60°,求:
          (1)穿越磁場的軌道半徑;
          (2)電子的質(zhì)量;
          (3)穿越磁場的時(shí)間;
          (4)欲使電子從右邊界射出,其速度v必須滿足什么條件?

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖所示,半徑為r=0.10m的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域邊界跟x軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O,磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖示規(guī)律變化,方向垂直直紙面向里,在t=0時(shí)刻由O處沿y軸正方向射入速度為v=1.0×103m/s的帶負(fù)電粒子,已知粒子質(zhì)量m=9.0×10-12kg,電量q=9.0×10-6C,不計(jì)粒子重力,求粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和離開磁場時(shí)的位置坐標(biāo).

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          由于科學(xué)研究的需要,常常將質(zhì)子(
          11
          H)和α粒子(
          42
          He)等帶電粒子貯存在圓環(huán)狀空腔中,圓環(huán)狀空腔置于一個(gè)與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.如果質(zhì)子和α粒子在空腔中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡相同(如圖中虛線所示),磁場也相同,比較質(zhì)子和α粒子在圓環(huán)狀空腔中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能EkH和E及周期TH和Tα的大小,有( 。
          A.EkH≠E,TH≠TαB.EkH=E,TH=Tα
          C.EkH≠E,TH=TαD.EkH=E,TH≠Tα

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          如圖,為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡,室中勻強(qiáng)磁場的方向與軌跡所在的平面垂直﹙圖中垂直于紙面向里﹚由此可知粒子( 。
          A.一定帶負(fù)電
          B.一定是從下而上穿過鉛板
          C.可能是從上而下穿過鉛板
          D.可能帶正電,也可能帶負(fù)電

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

          從陰極射線管發(fā)射出一束電子,在磁場的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn).下列各圖對磁場與電子偏轉(zhuǎn)情況所作的描述正確的是(  )
          A.B.C.D.

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖所示,再第二象限和第四象限的正方形區(qū)域內(nèi)分別存在著面積相同的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B,方向相反,且都垂直與xoy平面;在第一象限內(nèi)存在著平行與xoy平,沿x軸方向的勻強(qiáng)磁場(圖中沒有畫出);一電子由P(-d,d)點(diǎn),沿x軸正方向射入磁場區(qū)域Ⅰ.(電子質(zhì)量為m,電荷量為e,sin53°=0.8)
          (1)若電子離開磁場區(qū)域Ⅰ后直接進(jìn)入第三象限,求入射速度的范圍;
          (2)若電子從(0,
          d
          2
          )位置射出磁場Ⅰ,接著通過第一象限后直接垂直與x軸方向進(jìn)入磁場Ⅱ,求場強(qiáng)度E的大小及方向;
          (3)求第(2)問中電子離開磁場Ⅱ時(shí)的位置坐標(biāo).

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          科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

          如圖所示是一種簡化磁約束示意圖,可以將高能粒子約束起來.有一個(gè)環(huán)形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的截面內(nèi)半徑R1,外半徑R2,被約束的粒子帶正電,比荷
          q
          m
          =4.0×107C/kg,不計(jì)粒子重力和粒子間相互作用.(請?jiān)诖鹁碇泻喴鞒隽W舆\(yùn)動(dòng)軌跡圖)
          (1)若內(nèi)半徑R1=1m,外半徑R2=3m,要使從中間區(qū)域沿任何方向,速率v=4×
          107m/s的粒子射入磁場時(shí)都不能越出磁場的外邊界,則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少為多大?
          (2)若內(nèi)半徑R1=
          3
          m,外半徑R2=3m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T,帶電粒子從中間區(qū)域沿半徑方向射入磁場,則粒子不能穿越磁場外邊界的最大速率vm是多少?
          (3)若帶電粒子以(2)問中最大速率vm從圓心O出發(fā)沿圓環(huán)半徑方向射入磁場,請?jiān)趫D中畫出其運(yùn)動(dòng)軌跡,并求出粒子從出發(fā)到第二次回到出發(fā)點(diǎn)所用的時(shí)間(結(jié)果可用分?jǐn)?shù)表示或保留二位有效數(shù)字).

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          同步練習(xí)冊答案