如图所示,在边长为l的正方形区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场.一个带电粒子(不计重力)从原点O沿x轴进入场区,恰好做匀速直线运动,穿过场区的

如图所示,在边长为l的正方形区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场.一个带电粒子(不计重力)从原点O沿x轴进入场区,恰好做匀速直线运动,穿过场区的

题型:不详难度:来源:
如图所示,在边长为l的正方形区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场.一个带电粒子(不计重力)从原点O沿x轴进入场区,恰好做匀速直线运动,穿过场区的时间为T0;若撤去磁场,只保留电场,其他条件不变,该带电粒子穿过场区的时间为
1
2
T0;若撤去电场,只保留磁场,其他条件不变,那么,该带电粒子穿过场区的时间应该是(  )
A.
π
3
T0
B.
π
4
T0
C.
3
π
T0
D.
4
π
T0

答案
从原点沿x轴直线射出过程匀速直线运动,受力平衡:
Eq=Bqv…①
由穿过场区的时间为T0可得:
L=vT0…②
若撤去磁场,只保留电场,带电粒子在竖直方向偏转,做类平抛运动:
x=v
1
2
T0…③
x=L…④;
y=
1
2
at2…⑤
t=
1
2
T0…⑥
a=
qE
m
…⑦
当撤去电场,在匀强磁场中匀速圆周运动,带电粒子在磁场中经过的轨迹是个半圆,故运动时间:
t=
2πm
qm
×
1
2
…⑧
由①②③④⑤式得:t=
π
4
T0
故该粒子穿过场区的时间应该是t=
π
4
T0
故选B.
举一反三
示波器的核心部分为示波管,如图中甲所示,真空室中电极K发出电子(初速不计),经过电压为U1的加速电场后,由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中.板长L,相距为d,在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压,前半个周期内B板的电势高于A板的电势,电场全部集中在两板之间,且分布均匀.在每个电子通过极板的极短时间内,电场可看作恒定的.在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏,中心线正好与屏上坐标原点相交.当第一个电子到达坐标原点O时,使屏以速度v沿-x方向运动,每经过一定的时间后,在一个极短时间内它又跳回到初始位置,然后重新做同样的匀速运动.(已知电子的质量为m,带电量为e,不计电子重力).求:
(1)电子进入A、B板时的初速度;
(2)要使所有的电子都能打在荧光屏上,图乙中电压的最大值U0需满足什么条件?
(3)要使荧光屏上始终显示一个完整的波形,荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置?计算这个波形的峰值和长度.在如图丙所示的x-y坐标系中画出这个波形.
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如图所示,y轴在竖直方向,x轴在水平方向,一质量为m,带电量为q的小球在座标为(0,0.3)A点以初速度v0平行于x轴正方向射入电场中,在y>0,x>0的空间存在沿y轴负方向的匀强电场E1,在y<0,x>0的空间存在沿x轴负方向的匀强电场E2,其中m=0.1kg,q=+1.0×10-3C,v0=2m/s,E1=103N/C,E2=


3
×103N/C
,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)小球到达x轴上的速度;(2)小球回到y轴时的座标.
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平行正对极板A、B间电压为U0,两极板中心处均开有小孔.平行正对极板C、D长均为L,板间距离为d,与A、B垂直放置,B板中心小孔到C、D两极板距离相等.现有一质量为m,电荷量为+q的粒子从A板中心小孔处无初速飘入A、B板间,其运动轨迹如图中虚线所示,恰好从D板的边沿飞出.该粒子所受重力忽略不计,板间电场视为匀强电场.
(1)指出A、B、C、D四个极板中带正电的两个极板;
(2)求出粒子离开B板中心小孔时的速度大小;
(3)求出C、D两极板间的电压.
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如图甲所示,质量为m2=1kg的绝缘板静止在粗糙水平地面上,质量为m1、带电量q=+1×10-5C、大小可以忽略的滑块静止在绝缘板的右端,已知滑块与绝缘板之间的动摩擦因数为μ1=0.4,绝缘板与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑块相对绝缘板滑动过程中其电量不变,取g=10m/s2.现在该系统所在空间加一方向水平向左、大小如图乙所示变化的匀强电场,2s末撤去匀强电场后,再经时间t滑块相对绝缘板静止.

求:(1)时间t;
(2)绝缘板的长度L至少为多长,滑块才不会掉下绝缘板.
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一个带正电的物体放在光滑的绝缘水平面上,空间有水平方向的电场,电场强度E的方向随时间变化的关系如图所示,场强的大小不变,方向随时间t周期性变化,为正时表示场强方向向东,为负时表示场强的方向向西,若作用时间足够长,将物体在下面哪些时刻由静止释放,物体可以运动到出发点的西边且离出发点很远的地方(  )
A.B.C.D.

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