如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，第一象限內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E=20N/C，第四象限內(nèi)有一個(gè)圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外，大小為B=4
2
，未畫(huà)出來(lái)．一個(gè)帶正電的粒子質(zhì)量為m=2×10-5kg，電量為q=5×10-3C，重力不計(jì)，從y中上的a點(diǎn)以v0=10m/s的速度垂直y軸射入電場(chǎng)．Oa長(zhǎng)度為h=0.01m，粒子通過(guò)x軸上的b點(diǎn)進(jìn)入第四象限，粒子經(jīng)圓形磁場(chǎng)后從c點(diǎn)射出第四象限，出射的速度方向與y軸負(fù)方向成75°．（π=3.14）求：
（1）粒子通過(guò)b點(diǎn)時(shí)的速度大小及方向．
（2）磁場(chǎng)的最小面積是多少．
（1）在電場(chǎng)中，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)．
y軸方向有：qE=ma，h=
1
2
at2，vy=at
聯(lián)立得：vy=
2qEh
m
=
2×5×10-3×20×0.01
2×10-5
=10m/s
過(guò)b點(diǎn)的速度大小為：v=
v20
+
v2y
=10
2
m/s
過(guò)b點(diǎn)的速度與x軸的夾角為：tanθ=
vy
v0
=1，即θ=45°
所以通過(guò)b點(diǎn)速度方向?yàn)榕cx軸成45°角；
（2）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由牛頓定律得：
qvB=
mv2
R

解得：R=0.01m；
設(shè)粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的圓弧對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)為2r，由作圖可知：r=Rsin60°=5
3
×10-3m
當(dāng)磁場(chǎng)以2r為直徑為時(shí)，磁場(chǎng)的面積是滿足題意的最小面積，即最小面積為：
S=πr2=2.355×10-4m2
答：
（1）粒子通過(guò)b點(diǎn)時(shí)的速度大小為10
2
m/s，通過(guò)b點(diǎn)速度方向?yàn)榕cx軸成45°角．
（2）磁場(chǎng)的最小面積是2.355×10-4m2．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，y軸在豎直方向，x軸在水平方向，一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球在座標(biāo)為（0，0.3）A點(diǎn)以初速度v0平行于x軸正方向射入電場(chǎng)中，在y＞0，x＞0的空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，在y＜0，x＞0的空間存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)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）小球到達(dá)x軸上的速度；（2）小球回到y(tǒng)軸時(shí)的座標(biāo)．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，一個(gè)質(zhì)量m=10-6kg，電量q=+2.0c的微粒，由靜止開(kāi)始出發(fā)，加速電壓U加=105V，帶電微粒垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，板長(zhǎng)l=20cm，兩板間距離d=4cm，兩板間偏轉(zhuǎn)電壓U偏=4×103V（不計(jì)重力），試求：
（1）帶電粒子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)側(cè)移是多少？
（2）全過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做功為多少？
（3）若在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)右側(cè)距離為S=20cm處，放一豎直熒光屏，則帶電粒子打在熒光屏上的位置距中心O的距離？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖，質(zhì)量相同的帶電粒子P、Q以相同的速度沿垂直于電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，P從平行板間正中央射入，Q從下極板邊緣處射入，它們都打到上極板同一點(diǎn)，不計(jì)粒子重力（　�。�
A．它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同
B．它們運(yùn)動(dòng)的加速度不相等
C．它們所帶的電荷量相同
D．電場(chǎng)力對(duì)它們做負(fù)功

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一束帶電粒子（不計(jì)重力），垂直電場(chǎng)線方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，試判斷在以下情況下，粒子應(yīng)具備什么條件才能得到相同的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角度φ（U、d、L保持不變）．（　　）
A．進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度相同
B．進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的動(dòng)能相同
C．進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電量相同
D．先由同一加速電場(chǎng)加速后，再進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，從A板由靜止發(fā)出的一負(fù)電荷（重力不計(jì)），在加速后水平射入水平放置的兩平行金屬板間，水平平行金屬板間所加的電壓為U，最終打在熒光屏P上．下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A．滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，其他不變，則該負(fù)電荷打在熒光屏上的位置上升
B．電壓U增大時(shí)，其他不變，則該負(fù)電荷打在熒光屏上的速度大小不變
C．若換成電量是原來(lái)2倍的負(fù)電荷，其他條件不變，則該電荷打在熒光屏上的位置上升
D．若換成質(zhì)量是原來(lái)2倍的負(fù)電荷，其他條件不變，則該電荷仍打在熒光屏上原位置

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

M、N為兩塊水平放置的平行金屬板，距平行板右端L處有豎直屏，平行板長(zhǎng)、板間距均為L(zhǎng)，板間電壓恒定．一帶電粒子（重力不計(jì)）以平行于板的初速度v0沿兩板中線進(jìn)入電場(chǎng)，粒子在屏上的落點(diǎn)距O點(diǎn)的距離為
L
2
，當(dāng)分布均勻的大量上述粒子均以平行于板的初速度v0從MN板左端各位置進(jìn)入電場(chǎng)（忽略粒子間作用力），下列結(jié)論正確的是（　�。�
A．有
1
6
的粒子能到達(dá)屏上		B．有
5
6
的粒子能到達(dá)屏上
C．有
2
3
的粒子能到達(dá)屏上		D．有
1
2
的粒子能到達(dá)屏上

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在MN左側(cè)QP上方有勻強(qiáng)電場(chǎng)．在MN右側(cè)存在垂直于紙面的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出），其左邊界和下邊界分別與MN、AA′重合．現(xiàn)有一帶電粒子以初速度v0自O(shè)點(diǎn)沿水平方向射入，并恰好從P點(diǎn)射出，又經(jīng)過(guò)在矩形有界磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，最終垂直于MN從A點(diǎn)向左水平射出．已知PA距離為d，O′P=
d
2
，OO′距離L=
3
3
d．不計(jì)帶電粒子重力．求：
（1）粒子從下極板邊緣射出時(shí)的速度；
（2）粒子在從O到A經(jīng)歷的時(shí)間
（3）矩形有界磁場(chǎng)的最小面積．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中，入射方向跟極板平行．整個(gè)裝置處在真空中，電子的重力不計(jì)．在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)位移h變大的是（　　）
A．U1變大B．U1變小C．U2變大D．U2變小

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