如圖所示，在豎直平面內建立xOy直角坐標系，Oy表示豎直向上的方向。已知該平面內存在沿x軸負方向的區域足夠大的勻強電場，現有一個帶電量為2.5×10-4C，質量為0.5kg 的小球從坐標原點O沿y軸正方向以一定的初速度豎直向上拋出，它到達的最高點位置為圖中的Q點，不計空氣阻力，g取10 m/s2。試分析求解：
(1) 小球帶何種電荷；
(2) 該勻強電場的電場強度大��；
(3) 小球從O點拋出到落回x軸的過程中電勢能的改變量；
(4) 小球落回x軸時的動能。
（1）負電（2）104V/m（3）電勢能減少了16J（4）32J
解析試題分析：（1）小球帶負電。
（2）小球在y軸方向上做豎直上拋運動，設小球到達最高點所用的時間為t1，上升的高度為h，電場強度為E
在x軸方向上，小球做勻加速運動，水平方向上的位移 
小球的加速度a
聯立以上各式，根據圖像的數據可得，電場強度E=104V/m
（3）小球在運動的過程中總時間t2=2t1
小球在x軸運動的位移 
電場力做的功 
聯立以上各式可得 W=16J
在整個過程中小球的電勢能減少了16J
（4）小球拋出時的速度v0 
v0=8m/s
小球落回拋出點時沿x軸方向的速度v‘
v‘=8m/s
小球落回x軸的動能 
=32J
考點：帶電粒子在復合場中的運動 功能關系 動能定理
習題精選系列答案科目：高中物理 來源： 題型：單選題
游樂園中，游客乘坐能加速或減速運動的升降機，可以體會超重或失重的感覺。下列描述正確的是（ ）
| A．當升降機加速上升時，游客是處在失重狀態 |
| B．當升降機減速下降時，游客是處在超重狀態 |
| C．當升降機減速上升時，游客是處在失重狀態 |
| D．當升降機加速下降時，游客是處在超重狀態 |
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
如圖所示，在y＞0的空間中存在勻強電場，場強沿y軸負方向；在y＜0的空間中，存在勻強磁場，磁場方向垂直xOy平面向外．一電荷量為q、質量為m的帶正電的運動粒子，經過y軸上y＝b處的點P1時速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經過x軸上x＝2b處的P2點進入磁場，并經過y軸上y＝－2b處的P3點，不計粒子重力．求：
(1)電場強度的大��；
(2)粒子到達P2時速度的大小和方向；
(3)磁感應強度的大�。�
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
abcd是質量為m，長和寬分別為b和l的矩形金屬線框，有靜止沿兩條平行光滑的傾斜軌道下滑，軌道平面與水平面成θ角。efmn為一矩形磁場區域，磁感應強度為B，方向豎直向上。已知da=an=ne=b，線框的cd邊剛要離開磁區時的瞬時速度為v，整個線框的電阻為R，試用題中給出的物理量（m、b、l、B、θ、v、R）表述下列物理量。
（1）ab剛進入磁區時產生的感應電動勢；
（2）此時線框的加速度；
（3）線框下滑中共產生的熱量。
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
（17分）如圖甲所示，兩平行金屬板接有如圖乙所示隨時間t變化的電壓U，兩板間電場可看作均勻的，且兩板外無電場，板長L="0.2" m，板間距離d="0.2" m。在金屬板右側有一邊界為MN的區域足夠大的勻強磁場，MN與兩板中線OO′垂直，磁感應強度B=5×10-3T，方向垂直紙面向里．現有帶正電的粒子流沿兩板中線OO′連續射入電場中，已知每個粒子速度v0=105 m/s，比荷q/m=108 C/kg，重力忽略不計，在每個粒子通過電場區域的極短時間內，電場可視作是恒定不變的．
（1）試求帶電粒子射出電場時的最大速度;
（2）證明：在任意時刻從電場射出的帶電粒子，進入磁場時在MN上的入射點和在MN上出射點的距離為定值，寫出該距離的表達式;
（3）從電場射出的帶電粒子，進入磁場運動一段時間后又射出磁場，求粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間．
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
如圖甲所示，一正方形金屬線框位于有界勻強磁場區域內，線框的右邊緊貼著邊界．t＝0時刻對線框施加一水平向右的外力F，讓線框從靜止開始做勻加速直線運動，經過時間t0穿出磁場．圖乙所示為外力F隨時間t變化的圖象．若線框質量為m、電阻R及圖象中的F0、t0均為已知量，則根據上述條件，請你推出：
(1)磁感應強度B的表達式；
(2)線框左邊剛離開磁場前瞬間的感應電動勢E的表達式．
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
如右圖甲所示,間距為d的平行金屬板MN與一對光滑的平行導軌相連,平行導軌間距L=d/2，一根導體棒ab以一定的初速度向右勻速運動，棒的右側存在一個垂直紙面向里，大小為B的勻強磁場。棒進入磁場的同時，粒子源P釋放一個初速度為0的帶電粒子，已知帶電粒子質量為m,電量為q.粒子能從N板加速到M板，并從M板上的一個小孔穿出。在板的上方，有一個環形區域內存在大小也為B，垂直紙面向外的勻強磁場。已知外圓半徑為2d， 里圓半徑為d.兩圓的圓心與小孔重合（粒子重力不計）
（1）判斷帶電粒子的正負，并求當ab棒的速度為v0時，粒子到達M板的速度v；
（2）若要求粒子不能從外圓邊界飛出，則v0的取值范圍是多少？
（3）若棒ab的速度v0只能是
，則為使粒子不從外圓飛出，則可以控制導軌區域磁場的寬度S（如圖乙所示），那該磁場寬度S應控制在多少范圍內
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題
許多儀器中可利用磁場控制帶電粒子的運動軌跡。如圖所示的真空環境中，有一半徑r=0.05m的圓形區域內存在磁感應強度B=0.2T的勻強磁場，其右側相距d=0.06m處有一足夠大的豎直屏。從S處不斷有比荷
=108C/kg的帶正電粒子以速度v=2×106m/s沿SQ方向射出，經過磁場區域后打在屏上。不計粒子重力，求：
（1）粒子在磁場中做圓周運動的軌跡半徑；
（2）繞通過P點垂直紙面的軸，將該圓形磁場區域逆時針緩慢轉動90°的過程中，粒子在屏上能打到的范圍。
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