【題目】如圖所示，在xOy平面內(nèi)，0＜x＜2L的區(qū)域內(nèi)有一方向豎直向上的勻強(qiáng)電場，2L＜x＜3L的區(qū)域內(nèi)有一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場，兩電場強(qiáng)度大小相等。x＞3L的區(qū)域內(nèi)有一方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場。某時刻，一帶正電的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)以沿x軸正方向的初速度v0進(jìn)入電場；之后的另一時刻，一帶負(fù)電粒子以同樣的初速度從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入電場。正、負(fù)粒子從電場進(jìn)入磁場時速度方向與電場和磁場邊界的夾角分別為60°和30°，兩粒子在磁場中分別運(yùn)動半周后在某點(diǎn)相遇。已經(jīng)兩粒子的重力以及兩粒子之間的相互作用都可忽略不計，兩粒子帶電量大小相等。求：

（1）正、負(fù)粒子的質(zhì)量之比m1：m2；

（2）兩粒子相遇的位置P點(diǎn)的坐標(biāo)；

（3）兩粒子先后進(jìn)入電場的時間差。

【答案】（1）3:1（2）（6.5L，）（3）

【解析】（1）設(shè)粒子初速度為，進(jìn)磁場方向與邊界的夾角為θ。

①

記，則粒子在第一個電場運(yùn)動的時間為2t，在第二個電場運(yùn)動的時間為t

②

③

由①②③得

所以

（2）正粒子在電場運(yùn)動的總時間為3t

第一個t的豎直位移為，第二個t的豎直位移為，由對稱性，第三個t的豎直位移為，所以

結(jié)合①②得

同理

由幾何關(guān)系，P點(diǎn)的坐標(biāo)為

（3）設(shè)兩粒子在磁場中運(yùn)動半徑為、

由幾何關(guān)系

兩粒子在磁場中運(yùn)動時間均為半個周期

由于兩粒子在電場中運(yùn)動時間相同，所以進(jìn)電場時間差即為磁場中相遇前的時間差

解得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，水平地面上有兩個靜止的小物塊a和b，其連線與墻垂直：a和b相距l(xiāng)；b與墻之間也相距l(xiāng)；a的質(zhì)量為m，b的質(zhì)量為m。兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均相同，現(xiàn)使a以初速度向右滑動。此后a與b發(fā)生彈性碰撞，但b沒有與墻發(fā)生碰撞，重力加速度大小為g，求物塊與地面間的動摩擦力因數(shù)滿足的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩個固定的等量異號點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的等勢面如圖中虛線所示。一帶負(fù)電的粒子以某一速度從圖中A點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入電場在紙面內(nèi)飛行，最后離開電場，粒子只受靜電力作用，則粒子在電場中（）

A．做直線運(yùn)動，電勢能先變小后變大

B．做直線運(yùn)動，電勢能先變大后變小

C．做曲線運(yùn)動，電勢能先變小后變大

D．做曲線運(yùn)動，電勢能先變大后變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光滑水平面上，用彈簧相連接的質(zhì)量均為2kg的A、B兩物體都以v0=6m/s速度向右運(yùn)動，彈簧處于原長．質(zhì)量為4kg的物體C靜止在前方，如圖所示，B與C發(fā)生碰撞后粘合在一起運(yùn)動，在以后的運(yùn)動中，求：

（1）彈性勢能最大值為多少？

（2）當(dāng)A的速度為零時，彈簧的彈性勢能為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“嫦娥一號”探月衛(wèi)星在繞月球極地軌道上運(yùn)動，加上月球的自轉(zhuǎn)，因而“嫦娥一號”衛(wèi)星能探測到整個月球表面。12月11日“嫦娥一號”衛(wèi)星CCD相機(jī)已對月球背面進(jìn)行成像探測，并獲得了月球背面部分區(qū)域的影像圖。衛(wèi)星在繞月極地軌道上做圓周運(yùn)動時距月球表面高為H，繞行的周期為TM；月球繞地公轉(zhuǎn)的周期為TE，半徑為R0。地球半徑為RE，月球半徑為RM。試解答下列問題：

（1）若忽略地球及太陽引力對繞月衛(wèi)星的影響，試求月球與地球質(zhì)量比。

（2）當(dāng)繞月極地軌道的平面與月球繞地公轉(zhuǎn)的軌道平面垂直，也與地心到月心的連線垂直（如圖所示），此時探月衛(wèi)星向地球發(fā)送所拍攝的照片。此照片由探月衛(wèi)星傳送到地球最少需要多少時間？（已知光速為C）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，為一磁約束裝置的原理圖。同心圓內(nèi)存在有垂直圓平面的勻強(qiáng)磁場，同心圓圓心O與xOy平面坐標(biāo)系原點(diǎn)重合。半徑為R0的圓形區(qū)域Ⅰ內(nèi)有方向垂直xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場B1。一束質(zhì)量為m、電荷量為q、動能為E0的帶正電粒子從坐標(biāo)為（0、R0）的A點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入磁場區(qū)域Ⅰ，粒子全部經(jīng)過x軸上的P點(diǎn)，方向沿x軸正方向。當(dāng)在環(huán)形區(qū)域Ⅱ加上方向垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場B2時，上述粒子仍從A點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ，粒子恰好能夠約束在環(huán)形區(qū)域內(nèi)，且經(jīng)過環(huán)形區(qū)域Ⅱ后能夠從Q點(diǎn)沿半徑方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ，已知OQ與x軸正方向成60°。不計重力和粒子間的相互作用。求：

（1）區(qū)域Ⅰ中磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大�。�

（2）環(huán)形區(qū)域Ⅱ中B2的大小、方向及環(huán)形外圓半徑R的大��；

（3）粒子從A點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入后至第一次到Q點(diǎn)的運(yùn)動時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，水平面（紙面）內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上。t=0時，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動，t0時刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運(yùn)動。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動摩擦因數(shù)為μ。重力加速度大小為g。求：

（1）金屬桿在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生的電動勢的大��；

（2）電阻的阻值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容C的因素。設(shè)兩極板正對面積為S，極板間的距離為d．極板所帶電荷量為Q，靜電計指針偏角為θ。實驗中．

A．保持Q、S不變，增大d，則θ變大，C變小

B．保持d、S不變．增大Q，則θ變大，C變大

C．保持Q、d不變，減小S，則θ變小，C變小

D．保持Q、S、d不變，在兩極板間插入電介質(zhì)．則θ變小，C變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】1831年，法拉第在一次會議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機(jī)（圖甲）。 它是利用電磁感應(yīng)原理制成的，是人類歷史上第一臺發(fā)電機(jī)。圖乙是這個圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖:銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣良好接觸。使銅盤轉(zhuǎn)動，電阻R中就有電流通過。若所加磁場為勻強(qiáng)磁場，回路的總電阻恒定，從左往右看，銅盤沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，CRD平面與銅盤平面垂直，下列說法正確的是

A．電阻R中沒有電流流過

B．銅片C的電勢高于銅片D的電勢

C．保持銅盤不動，磁場變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場，則銅盤中有電流產(chǎn)生

D．保持銅盤不動，磁場變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場，則CRD回路中有電流產(chǎn)生

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