练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图，在xOy坐标中第Ⅰ和第Ⅳ象限中分布着平行于x轴的匀强电场，第Ⅳ象限的长方形OPQH区域内还分布着垂直坐标平面的、大小可以任意调节的匀强磁场．一质子从y轴上的a点射入场区，然后垂直x轴通过b点，最后从y轴上的c点离开场区．已知：质子质量为m、带电量为q，射入场区时的速率为v，通过b点时的速率为，，
    （1）在图中标出电场和磁场的方向；
    （2）求：电场强度E的大小以及c到坐标原点的距离；
    （3）如果撤去电场，质子仍以v从a点垂直y轴射入场区．试讨论质子可以从长方形OPQH区域的哪几条边界射出场区，并求从这几条边界射出时对应磁感应强度B的大小范围和质子转过的圆心角θ的范围．

    【答案】分析：（1）质子从a到b洛伦兹力不做功，只有电场力做功，由于动能减少，电场力做负功，所以电场沿x轴负方向．依题意质子的运动轨迹从a到b，根据曲线运动的条件和左手定则可判断磁场方向垂直纸面向里．
    （2）质子从a到b，洛伦兹力不做功，仅电场力做功．由动能定理求解电场强度E．质子从b到c，做类平抛运动，水平方向做匀加速运动，竖直方向做匀速直线运动，由牛顿第二定律和运动学公式求解；
    （3）质子在磁场中，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得到半径R．再讨论质子将从HQ边射出、从OH边射出、从Oa边射出时半径满足的半径，得到B的大小范围．由几何关系求解圆心角θ的范围．
    解答：解：（1）质子从a到b洛伦兹力不做功，只有电场力做功，由于动能减少，电场力做负功，所以电场沿x轴负方向．依题意质子的运动轨迹从a到b，根据曲线运动的条件和左手定则可判断磁场方向垂直纸面向里．故电场方向指向x轴负方向；磁场方向垂直纸面向里．
    （2）质子从a到b，洛伦兹力不做功，仅电场力做功．由动能定理得：
      …①
    得：…②
    质子从b到c，做类平抛运动，设运动时间为t，
    则：…③
    …④
    联立②、③、④得：…⑤
    （3）质子在磁场中，洛伦兹力提供向心力，设做圆周运动的半径R，则
       …⑥
    即：⑦
    讨论：
    （i）如图，当时，质子将从HQ边射出，此时：，  ⑧
    （ii）当时，质子将从OH边射出，此时：，⑨
    （iii）当时，质子将从Oa边射出，此时：，θ=π⑩
    答：（1）电场方向指向x轴负方向；磁场方向垂直纸面向里．
    （2）电场强度E的大小为，c到坐标原点的距离等于；
    （3）（i）当时，质子将从HQ边射出，此时：，．
    （ii）当时，质子将从OH边射出，此时：，．
    （iii）当时，质子将从Oa边射出，此时：，θ=π．
    点评：本题根据洛伦兹力不做功，只有电场力做功，判断电场力方向，确定电场的方向．粒子在电场中做类平抛运动，运用运动的分解法研究．粒子在磁场中通过画轨迹，分析半径的范围．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图，在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场．现有一质量为m、电量为+q的粒子（重力不计）从坐标原点O以速度大小为v0射入磁场，其入射方向与x轴的正方向成30°角．当粒子第一次进入电场后，运动到电场中P点处时，方向与x轴正方向相同，P点坐标为〔（2
    		3
    +1    ）L，L〕．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
    （1）粒子运动到P点时速度的大小为v；
    （2）匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B；
    （3）粒子从O点运动到P点所用的时间t．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?珠海一模）如图，在xoy平面内，MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场，方向向下，在 xoy平面的第一象限内有垂直向里的匀强磁场．y轴上离坐标原点4L的A点处有一电子枪，可以沿+x方向射出速度为v0的电子（质量为m，电量为e）．如果电场和磁场同时存在，电子将做匀速直线运动，不计重力的影响．
    （1）如果撤去电场，只保留磁场，电子将从x轴上距坐标原点3L的C点离开磁场．求磁感应强度B和电场强度E的大小各多大．
    （2）如果撤去磁场，只保留电场，电子将从D离开电场．求D点的横坐标．
    （3）如果撤去电场，只保留磁场，电子速度变为V，求电子在磁场中的运动时间．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图，在xOy坐标中第Ⅰ和第Ⅳ象限中分布着平行于x轴的匀强电场，第Ⅳ象限的长方形OPQH区域内还分布着垂直坐标平面的、大小可以任意调节的匀强磁场．一质子从y轴上的a点射入场区，然后垂直x轴通过b点，最后从y轴上的c点离开场区．已知：质子质量为m、带电量为q，射入场区时的速率为v0，通过b点时的速率为
    		2
    2
    v0    ，
    .
    OP
    =2
    .
    Oa
    =2d    ，
    .
    OH
    =
    3
    2
    .
    Ob
    =
    2
    3
    d
    （1）在图中标出电场和磁场的方向；
    （2）求：电场强度E的大小以及c到坐标原点的距离
    .
    Oc
    ；
    （3）如果撤去电场，质子仍以v0从a点垂直y轴射入场区．试讨论质子可以从长方形OPQH区域的哪几条边界射出场区，并求从这几条边界射出时对应磁感应强度B的大小范围和质子转过的圆心角θ的范围．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：广州二模 题型：问答题

    如图，在xOy坐标中第Ⅰ和第Ⅳ象限中分布着平行于x轴的匀强电场，第Ⅳ象限的长方形OPQH区域内还分布着垂直坐标平面的、大小可以任意调节的匀强磁场．一质子从y轴上的a点射入场区，然后垂直x轴通过b点，最后从y轴上的c点离开场区．已知：质子质量为m、带电量为q，射入场区时的速率为v0，通过b点时的速率为
    		2
    2
    v0    ，
    .
    OP
    =2
    .
    Oa
    =2d    ，
    .
    OH
    =
    3
    2
    .
    Ob
    =
    2
    3
    d
    （1）在图中标出电场和磁场的方向；
    （2）求：电场强度E的大小以及c到坐标原点的距离
    .
    Oc
    ；
    （3）如果撤去电场，质子仍以v0从a点垂直y轴射入场区．试讨论质子可以从长方形OPQH区域的哪几条边界射出场区，并求从这几条边界射出时对应磁感应强度B的大小范围和质子转过的圆心角θ的范围．
    精英家教网

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案