(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场方向垂直于坐标平面向外。一

(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场方向垂直于坐标平面向外。一

题型:不详难度:来源:
(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场方向垂直于坐标平面向外。一个比荷()为K的带正电的粒子从第三象限中的Q(-2L,-L)点以速度v0沿x轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,从P(2L,0)点射出磁场。不计粒子重力,求:

(1)电场强度E
(2)从P点射出时速度的大小
(3)粒子在磁场与电场中运动时间之比
答案
(1)(2)(3)
解析

试题分析:(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,
加速度:;      
在电场中运动的时间:
沿y轴正方向,则有:
,则:; 
(2)带电粒子刚进入磁场时,沿y轴正方向的分速度
 
则带电粒子进入磁场时的速度
, 
由于在磁场中洛伦兹力不改变带电粒子速度大小,
则:  
(3)由图可知,带电粒子进入磁场时,速度与x轴正方向夹角

满足;  
则偏转圆的圆心角, 
由几何关系可知,偏转半径,则
则粒子在磁场中运动时间,即: 
故: 
点评:此类题型的关键在于利用类平抛运动规律得出进入磁场的速度以及方向。通过左手定则判断粒子的洛伦兹力,画出轨迹,从而找到问题突破口。
举一反三
(10分)如图所示,在的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨QPN与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为QN圆弧的中点,其半径R=40cm,一带正电q=10-4C的小滑块质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因数,位于N点右侧x=1.5m处,取g=10m/s2,求:

(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则滑块应以多大的初速度v0向左运动?
(2)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大?
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如图所示,某空间存在互相正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一个带负电荷的小球以一定初速度(速度方向平行于纸面)由a点进入电磁场,经过一段时间运动至b点,下列说法正确的是
A.从a到b,小球可能做匀速直线运动
B.从a到b,小球不可能做匀变速运动
C.从a到b,小球可能做匀速圆周运动
D.从a到b,小球机械能可能不变

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(13分)如图所示,两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧长度为3d的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.喷墨打印机的喷口可在两极板左侧上下自由移动,并且从喷口连续不断喷出质量均为m、速度水平且大小相等、带等量电荷的墨滴.调节电源电压至U,使墨滴在电场的左侧区域恰能沿水平方向向右做匀速直线运动.(重力加速度为g)

(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量;
(2)要使墨滴不从两板间射出,求墨滴的入射速率应满足的条件.
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(15分)如图所示,水平放置的平行金属板A和D间的距离为d,金属板长为,两板间所加电压为U,D板的右侧边缘恰好是倾斜挡板NM上的一个小孔K,NM与水平挡板NP成角,且挡板足够长,K与N间的距离为.现有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从A、D的中点O沿平行于金属板方向以某一速度射入,不计粒子的重力.该粒子穿过金属板后恰好穿过小孔K:

(1)求该粒子从O点射入时的速度大小v0
(2)若两档板所夹的整个区域存在一垂直纸面向外的匀强磁场,粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上,求该磁场的磁感应强度的大小B0
(3)若磁场方向变为垂直纸面向里,且只存在于两档板所夹间的某一区域内,同样使该粒子经过磁场偏转后能垂直打在水平挡板NP上(之前与挡板没有碰撞),求满足条件的磁感应强度的最小值Bmin.
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(13分)如图所示,一质量为m的带电量为q的小球,用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ=370角。(重力加速度为g,cos370=0.8,sin370=0.6)

(1)判断小球带何种电荷。
(2)求电场强度E。
(3)在图示位置,若将细线突然剪断,小球做何种性质的运动?求加速度a的大小。
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