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（8分）在真空室內取坐標系xOy，在x軸上方存在兩個方向都垂直于紙面向外的磁場區Ⅰ和II（如圖），平行于x軸的虛線MM’和NN’是它們的邊界線，兩個區域在y方向上的寬度都為d、在x方向上都足夠長．Ⅰ區和II區內分別充滿磁感應強度為B和的勻強磁場．一帶正電的粒子質量為m、電荷量為q，從坐標原點O以大小為v的速度沿y軸正方向射入Ⅰ區的磁場中．不計粒子的重力作用．

（1）如果粒子只是在Ⅰ區內運動而沒有到達II區，那么粒子的速度v滿足什么條件？粒子運動了多長時間到達x軸？
（2）如果粒子運動過程經過II區而且最后還是從x軸離開磁場，那么粒子的速度v又滿足什么條件？并求這種情況下粒子到達x軸的坐標范圍？

(1)  (2),

解析試題分析：（1）（6分）粒子剛好沒有到達Ⅱ區的軌跡如圖（圖1分）
由R＝d 及 得①（2分） ②
即粒子只是在Ⅰ區內運動，粒子的速度v應滿足        ③（1分）
又根據 及 得④（1分）    ⑤（1分）
（2）（7分）粒子經過Ⅱ區而且剛好能從x軸離開磁場的軌跡如圖（圖1分）

依題意，有  及                  ⑥（2分）
由幾何關系得：                ⑦（1分）
整理得：               ⑧
設此時粒子離開磁場的坐標為L，則
                      ⑨（1分）
聯立⑥⑦⑨，整理得：                             ⑩
故粒子速度應滿足                         ⑾（1分）
粒子到達x軸的坐標范圍為                   ⑿（1分）
考點：考查了帶電粒子在勻強磁場中的運動

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如右上圖，在xOy平面第一象限整個區域分布一勻強電場，電場方向平行y軸向下．在第四象限內存在一有界勻強磁場，左邊界為y軸，右邊界為的直線，磁場方向垂直紙面向外．一質量為m、帶電荷量為+q的粒子從y軸上P點以初速度v0垂直y軸射人勻強電場，在電場力作用下從x軸上Q點以與x軸正方向成450角進入勻強磁場．已知OQ=l，不計粒子重力．求：
（１）粒子到達Q點的速度vQ為多大？
（２）P點的縱坐標是多少？
（３）若該粒子在磁場中運動時剛好不會穿過ｙ軸，求磁感應強度B的大小．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，真空中以為圓心，半徑r=0.1m的圓形區域內只存在垂直紙面向外的勻強磁場，圓形區域的最下端與xoy坐標系的x軸相切于坐標原點O，圓形區域的右端與平行y軸的虛線MN相切，在虛線MN右側x軸的上方足夠大的范圍內有方向水平向左的勻強電場，電場強度E=1.0×105 N/C�，F從坐標原點O沿xoy平面在y軸兩側各30°角的范圍內發射速率均為v0=1.0×106m/s的帶正電粒子，粒子在磁場中的偏轉半徑也為r=0.1m，已知粒子的比荷，不計粒子的重力、粒子對電磁場的影響及粒子間的相互作用力，求：

（1）磁場的磁感應強度B的大��；
（2）沿y軸正方向射入磁場的粒子，在磁場和電場中運動的總時間；
（3）若將勻強電場的方向改為豎直向下，其它條件不變，則粒子達到x軸的最遠位置與最近位置的橫坐標之差。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

 如圖所示的空間分為I、II、III三個區域，各豎直邊界面相互平行，I、II區域均存在電場強度為E的勻強電場，方向垂直界面向右；同時II區域存在垂直紙面向外的勻強磁場；III區域空間有一與FD邊界成450角的勻強磁場，磁感應強度大小為B，其下邊界為水平線DH,右邊界是GH:一質量為、電荷量為q的帶正電的粒子（重力不計）從O點由靜止釋放，到達A點時速度為v0，粒子在C點沿著區域III的磁感線方向進人III區域，在DH上的M點反彈，反彈前、后速度大小不變，方向與過碰撞點的豎直線對稱，已知粒子在III區域內垂直于磁場方向的平面內做勻速圓周運動的軌道半徑為r= ，C點與M點的距離為，M點到右邊界GH的垂直距離為。求：
(1）粒子由O點運動到A點的時間t1=?
（2) A與C間的電勢差UAC=?
（3）粒子在III區域磁場內運動的時間t2＝？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖a所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強電場，現將一重力不計、比荷的正電荷置于電場中的O點由靜止釋放，經過后，電荷以的速度通過MN進入其上方的勻強磁場，磁場與紙面垂直，磁感應強度B按圖b所示規律周期性變化（圖b中磁場以垂直紙面向外為正，以電荷第一次通過MN時為t=0時刻）.計算結果可用π表示。
（1）求O點與直線MN之間的電勢差；
（2）求圖b中時刻電荷與O點的水平距離；
（3）如果在O點右方d=67.5cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點出發運動到擋板所需的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，在電子槍右側依次存在加速電場，兩水平放置的平行金屬板和豎直放置的熒光屏。加速電場的電壓為U1。兩平行金屬板的板長、板間距離均為d。熒光屏距兩平行金屬板右側距離也為d。電子槍發射的質量為m、電荷量為–e的電子，從兩平行金屬板的中央穿過，打在熒光屏的中點O。不計電子在進入加速電場前的速度及電子重力。

（1）求電子進入兩金屬板間時的速度大小v0；
（2）若兩金屬板間只存在方向垂直紙面向外的勻強磁場，求電子到達熒光屏的位置與O點距離的最大值和此時磁感應強度B的大��；
（3）若兩金屬板間只存在豎直方向的勻強電場，兩板間的偏轉電壓為U2，電子會打在熒光屏上某點，該點距O點距離為，求此時U1與U2的比值；若使電子打在熒光屏上某點，該點距O點距離為d，只改變一個條件的情況下，請你提供一種方案，并說明理由。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

靜止在勻強磁場中的放射性原子核X發生衰變，衰變后帶電粒子運動速度和磁感線垂直，兩軌跡圓半徑之比，帶電粒子在軌跡圓上運動的周期之比。設衰變過程釋放的核能全部轉化成射線粒子和反沖核的動能，已知該衰變過程前后原子核的質量虧損為m。
(1)該衰變為          衰變。(填“”或“”)
(2)寫出核反應方程(反沖核的元素符號可用Y表示)：          。
(3)計算射線粒子和反沖核的動能。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖甲所示，豎直面MN的左側空間存在豎直向上的勻強電場（上、下及左側無邊界）。一個質量為m、電量為q的可視為質點的帶正電的小球，以大小為v0的速度垂直于豎直面MN向右作直線運動。小球在t=0時刻通過電場中的P點，為使小球能在以后的運動中豎直向下通過D點（P、D間距為L，且它們的連線垂直于豎直平面MN，D到豎直面MN的距離DQ等于L/π），經過研究，可以在電場所在的空間疊加如圖乙所示隨時間周期性變化的、垂直紙面向里的磁場，設且為未知量。求：
（1）場強E的大�。�
（2）如果磁感應強度B0為已知量，試推出滿足條件t1的表達式；
（3）進一步的研究表明，豎直向下的通過D點的小球將做周期性運動。則當小球運動的周期最大時，求出磁感應強度B0及運動的最大周期T的大小，并在圖中定性畫出此時小球運動一個周期的軌跡。
     

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在直線AA1右側有磁感強度為B的勻強磁場。質量為m、電荷量為q的某離子垂直磁場方向、且沿與AA1邊界成θ=300角的方向射入磁場中，求離子在磁場中運動的時間？

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