如圖所示，水平放置的兩塊平行金屬板，兩板間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．一質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒以一定的水平初速度從兩極板中軸線OP射入板間，它受到的洛倫茲力是電場力的2倍，并恰好做直線運(yùn)動．現(xiàn)將勻強(qiáng)磁場撤去，使該微粒以相同的水平初速度仍從兩極板中軸線OP射入板間，飛出板后，繼續(xù)運(yùn)動，打在屏NN′上的S點(diǎn)（未標(biāo)出）．已知金屬板長L，屏與金屬板右端距離也是L．求：
（1）勻強(qiáng)磁場的方向；
（2）微粒的水平初速度多大？
（3）S點(diǎn)到中軸線OP的距離PS（P點(diǎn)在屏上）．
（1）粒子恰好做直線運(yùn)動，可知粒子受電場力、重力與洛侖茲力平衡，
受到的洛倫茲力是電場力的2倍，電場力方向向下，所以洛倫茲力方向向上，
根據(jù)左手定則得勻強(qiáng)磁場的方向是垂直紙面向里．
（2）粒子受電場力、重力與洛侖茲力平衡，根據(jù)平衡條件得：
mg+F電=F洛
F洛=Bqυ
F洛=2F電
解得：υ=
2mg
Bq
；
（3）根據(jù)F洛=2F電和mg+F電=F洛得
F電=mg
粒子在水平方向做勻速直線運(yùn)動，
υt=L
豎直方向做加速度是2g的勻加速直線運(yùn)動，
y1=
1
2
（g+
F電
m
）t2=gt2
υy=（g+
F電
m
）t=2gt
出電場區(qū)域后，粒子在豎直方向做加速度是g的勻加速直線運(yùn)動，
y2=υyt+
1
2
gt2
所以S點(diǎn)到中軸線OP的距離h=y1+y2=
7
8m2g
B2q2L2；
答：（1）勻強(qiáng)磁場的方向是垂直紙面向里；
（2）微粒的水平初速度是
2mg
Bq

（3）S點(diǎn)到中軸線OP的距離是
7
8m2g
B2q2L2．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在兩平行金屬板中央有一個靜止的電子（不計重力），當(dāng)兩板間加上如圖所示的交變電壓后，不能使電子做往返運(yùn)動的電壓是（     ）

 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一電場的電場強(qiáng)度E隨時間t變化的圖象如圖所示，此電場中有一個帶電粒子，在t=0時刻由靜止釋放，若帶電粒子只受電場力作用，則下列判斷正確的是
A．帶電粒子將向一個方向運(yùn)動
B．在l～3s內(nèi)，電場力的功率為零
C．3s末帶電粒子的速度最大
D．在2~4s內(nèi)，電場力做的功等于零

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一個帶正電的物體放在光滑的絕緣水平面上，空間有水平方向的電場，電場強(qiáng)度E的方向隨時間變化的關(guān)系如圖所示，場強(qiáng)的大小不變，方向隨時間t周期性變化，為正時表示場強(qiáng)方向向東，為負(fù)時表示場強(qiáng)的方向向西，若作用時間足夠長，將物體在下面哪些時刻由靜止釋放，物體可以運(yùn)動到出發(fā)點(diǎn)的西邊且離出發(fā)點(diǎn)很遠(yuǎn)的地方（  ）
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，BCD是光滑絕緣的、豎直固定的半徑r=2.0m的圓軌道的一部分，CD為豎直直徑，僅在BC間有方向豎直向下、高度足夠高的勻強(qiáng)電場E，∠BOC=θ=53°．當(dāng)一質(zhì)量m=0.5kg的帶電小球（可看成質(zhì)點(diǎn)）P從距水平面AB高為h的地方以v0=7.2m/s的初速度水平拋出恰能無碰撞的從B點(diǎn)進(jìn)入圓軌道，并從D點(diǎn)離開圓軌道，取g=10m/s2．已知：sin53°=0.8，cos53°=0.6．
（1）試求：小球從B點(diǎn)進(jìn)入電場時的速度大小vB；
（2）若小球沿BC軌道的運(yùn)動是勻速圓周運(yùn)動．試問：
①小球剛到達(dá)D點(diǎn)時，小球?qū)壍赖膲毫Γ?br>②小球離開D點(diǎn)再經(jīng)多長的時間到達(dá)水平面AB？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，AB為固定在豎直平面內(nèi)粗糙傾斜軌道，BC為光滑水平軌道，CD為固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道，且AB與BC通過一小段光滑弧形軌道相連，BC與弧CD相切．已知AB長為L=10m，傾角θ=37°，BC長s=
35
9
m，CD弧的半徑為R=
25
12
m，O為其圓心，∠COD=143°．整個裝置處在水平向左的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度大小為E=1×103N/C．一質(zhì)量為m=0.4kg、電荷量為q=+3×10-3C的物體從A點(diǎn)以初速度vA=15m/s沿AB軌道開始運(yùn)動．若物體與軌道AB間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，物體運(yùn)動過程中電荷量不變．求
（1）物體在AB軌道上運(yùn)動時，重力和電場力對物體所做的總功；
（2）物體能否到達(dá)D點(diǎn)；
（3）物體離開CD軌道后運(yùn)動的最高點(diǎn)相對于O點(diǎn)的水平距離x和豎直距離y．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一6帶正電的粒子以一定的初速度垂直進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)電場．若不計重力，圖中的四6圖線中能描述粒子在電場中的運(yùn)動軌跡的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，矩形平行金屬板M、N之間的間距是板長的
2
3
3
倍，PQ為兩板的對稱軸線，當(dāng)板間加有自M向N的勻強(qiáng)電場時，以某一速度自P沿PQ飛進(jìn)的帶電粒子（重力不計），經(jīng)時間△t，恰能擦M板右端飛出，現(xiàn)用垂直紙面的勻強(qiáng)磁場取代電場，上述帶電粒子仍以原速度沿PQ飛進(jìn)磁場，恰能擦N右端飛出，則
（1）帶電粒子在板間磁場中運(yùn)動多長時間？
（2）若把上述電場、磁場各維持原狀疊加，該帶電粒子進(jìn)入電磁場時的速度是原速度的幾倍才能沿PQ做直線運(yùn)動？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，電源電動勢為5伏，內(nèi)阻不計，阻值為R1=4Ω；R2=1Ω．先將電鍵S1，S2都閉合時，帶電粒子在水平放置，兩板間距離d=1.6m的平行金屬板正中間做直線運(yùn)動．某時刻將電鍵S2斷開，求：（取g=10m/s2，設(shè)金屬板足夠長）
（1）帶電粒子電荷極性；
（2）帶電粒子運(yùn)動到極板所用時間．

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