如图所示,在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz,一质量为m,电荷量为q的带正电粒子从原点O以速度v沿x轴正方向出发,下列说法正确的是(
题型:不详难度:来源:
如图所示,在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz,一质量为m,电荷量为q的带正电粒子从原点O以速度v沿x轴正方向出发,下列说法正确的是( )
A.若电场、磁场分别沿z轴正方向和x轴正方向,粒子只能做曲线运动 | B.若电场、磁场均沿z轴正方向,粒子有可能做匀速圆周运动 | C.若电场、磁场分别沿z轴负方向和y轴负方向,粒子有可能做匀速直线运动 | D.若电场、磁场分别沿y轴负方向和z轴正方向,粒子有可能做平抛运动 |
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答案
BCD |
解析
磁场沿x轴正方向,则与粒子运动的速度v的方向平行,粒子不受洛伦兹力的作用,只受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力作用,若重力和电场力大小不相等,则粒子所受合力方向与速度方向不在同一直线上,粒子将做曲线运动;若相等,粒子将做匀速直线运动,所以A项错误。B项,磁场竖直向上,根据左手定则,洛伦兹力沿y轴正方向,若电场力和重力大小相等,则洛伦兹力刚好能提供向心力,则粒子可能在xOy平面内做匀速圆周运动,所以B项正确。C项,粒子受到竖直向下的电场力,竖直向上的洛伦兹力和竖直向下的重力,若重力和电场力的合力与洛伦兹力的大小相等,则粒子所受合力为零,粒子将做匀速直线运动,所以C项正确。D项,粒子受到沿y轴负方向的电场力,沿y轴正方向的洛伦兹力和竖直向下的重力,若洛伦兹力与电场力的大小相等,则粒子的合力就是竖直方向的重力,粒子将做平抛运动,所以D项正确。 |
举一反三
在xoy平面直角坐标系的第Ⅰ象限有射线OA,OA与x轴正方向夹角为30°,如图所示,OA与y轴所夹区域存在y轴负方向的匀强电场,其它区域存在垂直坐标平面向外的匀强磁场;有一带正电粒子质量m,电量q,从y轴上的P点沿着x轴正方向以大小为v0的初速度射入电场,运动一段时间沿垂直于OA方向经过Q点进入磁场,经磁场偏转,过y轴正半轴上的M点再次垂直进入匀强电场。已知OP = h,不计粒子的重力。
⑴ 求粒子垂直射线OA经过Q点的速度vQ; ⑵ 求匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B的比值; ⑶ 粒子从M点垂直进入电场后,如果适当改变电场强度,可以使粒子再次垂直OA进入磁场,再适当改变磁场的强弱,可以使粒子再次从y轴正方向上某点垂直进入电场;如此不断改变电场和磁场,会使粒子每次都能从y轴正方向上某点垂直进入电场,再垂直OA方向进入磁场……,求粒子从P点开始经多长时间能够运动到O点? |
(14分)如图所示的区域中,左边为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B ,右边是一个电场强度大小未知的匀强电场,其方向平行于OC且垂直于磁场方向.一个质量为m 、电荷量为-q 的带电粒子从P孔以初速度v0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中,初速度方向与边界线的夹角θ=600,粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场,最后打在Q点且OQ间距是OC间距的2倍,不计粒子的重力,求:
(1)电场强度E的大小 (2)粒子从P运动到Q所用的时间 t (3)粒子到达Q点时的动能EKQ |
如图所示,在竖直放置的半径为R的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷,将质量为m,带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.小球在B时的速率为 | B.小球在B时的速率小于 | C.固定于圆心处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为3mg/q | D.小球不能到达C点(C点和A在一条水平线上) |
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(19分)如图,在区域I(0≤x≤d)和区域II(d≤x≤2d)内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,方向相反,且都垂直于Oxy平面。一质量为m、带电荷量q(q>0)的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I,其速度方向沿x轴正向。已知a在离开区域I时,速度方向与x轴正方向的夹角为30°;此时,另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域I,其速度大小是a的1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求
(1)粒子a射入区域I时速度的大小; (2)当a离开区域II时,a、b两粒子的y坐标之差。 |
(19分) 如图a所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,现将一重力不计、比荷=106 C/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过×10-5 s后,电荷以v0=1.5×104 m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化(图b中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻).求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;(保留2位有效数字) (2)图b中t=×10-5 s时刻电荷与O点的水平距离; (3)如果在O点右方d=68 cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间.(sin 37°=0.60,cos 37°=0.80) (保留2位有效数字) |
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