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在平面直角坐标系xoy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场;第Ⅰ、Ⅳ象限某一区域内存在垂直于坐标平面向外的圆形匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计粒子重力),从M(0,)点,以速度v0垂直于y轴射入电场,刚好经P(2h,0)点进入该圆形匀强磁场区域,最后以垂直于y轴的方向射出该磁场.求:

(1)电场强度大小E ;

(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;

(3)满足题设条件的圆形磁场区域的最小面积.

(12分)解:粒子的运动轨迹如右图所示

(1)设粒子在电场中运动的时间为t1

         x方向   2h = v0t1                                                  ----1分

      y方向                                 ----1分

      根据牛顿第二定律   Eq = ma                       ----1分

      求出                                   ----1分

(2)设粒子进入磁场时速度为v,根据动能定理

                                     ----2分

根据牛顿第二定律      

Bqv=mv2/r                                         ----1分

           求出                                      ----1分

(3)设速度与x轴的夹角为,

则,即  ------1分

由几何关系得最小圆的半径

 ------1分

        最小圆的面积   ------1分

最小圆的面积 ------1分

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?成都模拟)如图,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴正半轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向射出磁场.不计粒子重力.求
(1)电场强度大小E;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?安徽模拟)如图所示,在平面直角坐标系XOY内,第I象限存在沿Y轴正方向的匀强电场,第IV象限内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小设为B1(未知),第III象限内也存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场B2(未知).一质量为m的电子(电量为e,不计重力),从Y轴正半轴上Y=h处的M点,以速度v0垂直于Y轴射入电场,经X轴上X=
2
3
3
h
处的P点进入第IV象限磁场,然后从Y轴上Q点进入第III象限磁场,OQ=OP,最后从O点又进入电场.
(1)求匀强电场的场强大小E;
(2)求粒子经过Q点时速度大小和方向;
(3)求B1与B2之比为多少.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴正半轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向射出磁场.不计粒子重力.则电场强度大小E=
mv02
2qh
mv02
2qh
.粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t=
2h
v0
+
3πm
4Bq
2h
v0
+
3πm
4Bq
.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向射出磁场.不计粒子重力.求
(1)在原图上画出粒子在电场和磁场中运动轨迹示意图;
(2)电场强度大小E;
(3)粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(4)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在平面直角坐标系xoy内,第I象限存在沿y轴正方向的匀强电场,第IV象限内存在垂直于坐标平面的匀强磁场.一质量为m的电子(电量为e,不计重力),从y轴正半轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=x=υ0t=
2
3
3
h
处的P点进入第IV象限的磁场后经过y轴的Q点,已知 OQ=OP.
(1)求匀强电场的场强大小E;
(2)求粒子经过Q点时速度大小和方向;
(3)求B的大小和方向.

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