（12分）一質(zhì)量為m、帶電量為＋q的粒子以速度v0從O點(diǎn)沿y軸正方向射入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域后，從b處穿過(guò)x軸，速度方向與x軸正方向的夾角為30°，同時(shí)進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)大小為大小為E，方向沿x軸負(fù)方向成60°角斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過(guò)了b點(diǎn)正下方c點(diǎn)，如圖所示，已知 b到O的距離為L(zhǎng)，粒子的重力不計(jì)，試求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B
（2）圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積；
（3）c點(diǎn)到b點(diǎn)的距離

（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）粒子在磁場(chǎng)中受洛侖茲力作用，作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)其半徑為R，O點(diǎn)即進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始勻速圓周運(yùn)動(dòng)，粒子在磁場(chǎng)中的軌跡的圓心C必在x軸上，且b點(diǎn)速度切線x軸交點(diǎn)為b點(diǎn)，而b點(diǎn)不可能是圓心，所以b點(diǎn)在磁場(chǎng)區(qū)之外。過(guò)b沿速度方向作延長(zhǎng)線，它與y軸相交于d點(diǎn)。
作圓弧過(guò)O點(diǎn)與y軸相切，并且與bd相切，切點(diǎn)a即粒子離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)的地點(diǎn)。這樣也求得圓弧軌跡的圓心C，如圖所示。
由圖中幾何關(guān)系得：L=3R

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力即，得
帶入數(shù)據(jù)得  
（2）要使磁場(chǎng)的區(qū)域有最小面積，則線O應(yīng)為磁場(chǎng)區(qū)域的直徑

由幾何關(guān)系知：
得 
∴勻強(qiáng)磁場(chǎng)的最小面積為：
（3）帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)后，由于速度方向與電場(chǎng)力方向垂直，故做類平拋運(yùn)動(dòng)

設(shè)BC的距離為d，則由運(yùn)動(dòng)的合成知識(shí)有：   
而
聯(lián)立解得：
考點(diǎn)：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，左側(cè)裝置內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)和方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，裝置上下兩極板問(wèn)電勢(shì)差為U,間距為L(zhǎng);右側(cè)為“臺(tái)形”勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域ACDH，其中，AH//CD， =4L。一束電荷量大小為q、質(zhì)量不等的帶電粒子(不計(jì)重力、可視為質(zhì)點(diǎn))，從狹縫S1射入左側(cè)裝置中恰能沿水平直線運(yùn)動(dòng)并從狹縫S2射出，接著粒子垂直于AH、由AH的中點(diǎn)M射入“臺(tái)形”區(qū)域，最后全部從邊界AC射出。若兩個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)方向均水平(垂直于紙面向里)、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，“臺(tái)形”寬度=L，忽略電場(chǎng)、磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)及粒子間的相互作用。

(1)判定這束粒子所帶電荷的種類，并求出粒子速度的大小;
(2)求出這束粒子可能的質(zhì)量最小值和最大值;
(3)求出(2)問(wèn)中偏轉(zhuǎn)角度最大的粒子在“臺(tái)形”區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，如圖所示，平行金屬板A、B之間相距為d，板間的磁場(chǎng)按勻強(qiáng)磁場(chǎng)處理，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體以速度v沿垂直于B的方向射入磁場(chǎng)，金屬板A、B是邊長(zhǎng)為a的正方形，等離子體的電阻率為ρ，外接電阻R。求：

（1）發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)；
（2）電阻R上的電流；
（3）要使等離子體能進(jìn)入磁場(chǎng)所需的外力.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（14分）如圖所示，一對(duì)磁偏轉(zhuǎn)線圈形成的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在R = 0.10m的圓形區(qū)域內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T。圓的左端跟y軸相切于直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O，右端跟足夠大的熒光屏MN相切于x軸上A點(diǎn)，置于原點(diǎn)的粒子源沿x軸正方向射出帶正電的粒子流，以v =×106m/s射入磁場(chǎng)，粒子的比荷為1×108c/kg，重力不計(jì)。求

（1）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
（2）粒子打在熒光屏上的位置距A的距離。
（3）要使粒子打不到熒光屏上，求粒子的速度大小應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

在第三次工業(yè)革命的今天，新材料的發(fā)現(xiàn)和運(yùn)用尤為重要。我國(guó)某科研機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)一種新型的半導(dǎo)體材料，目前已經(jīng)知道這種半導(dǎo)體材料的載流子（參與導(dǎo)電的“帶電粒子”）的電荷量的值是e（電子電量的絕對(duì)值），但不知道它的電性和載流子的數(shù)密度n（單位體積中載流子的數(shù)量）。為了測(cè)定這種材料中的載流子是帶正電還是帶負(fù)電，以及載流子的數(shù)密度，科學(xué)家把這種材料先加工成一塊偏平的六面體樣品，這塊樣品的長(zhǎng)、寬和厚度分別為a、b、d（如圖中所示）�，F(xiàn)將這塊樣品接入電路中，且把靠外的偏平面標(biāo)記為M，靠里的偏平面標(biāo)記為N，然后在垂直于大平面的方向加上一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。接通電鍵S，調(diào)節(jié)可變電阻R．使電路中產(chǎn)生合適的電流。然后用電壓表判定M、N兩個(gè)面的電勢(shì)高低并測(cè)定M、N間的電壓（也叫霍耳電壓），從而得到這種半導(dǎo)體材料載流子的電性和數(shù)密度。

（1）當(dāng)M的電勢(shì)比N的電勢(shì)低時(shí)，材料中的載流子帶   電（填“正”或“負(fù)”）；
（2）為了測(cè)定載流子的數(shù)密度n，除題目中已給出的數(shù)據(jù)外，還需要測(cè)定的物理量有（寫(xiě)出物理量的含義并設(shè)定相應(yīng)的符號(hào)）                       ；
（3）根據(jù)題設(shè)條件和你測(cè)定的物理量，寫(xiě)出載流子的數(shù)密度的表達(dá)式n=          。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如右圖所示為研究帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)裝置：M、N是豎直放置的兩正對(duì)著的平行金屬板，S1、S2是板上兩個(gè)正對(duì)的小孔，其中N板的右側(cè)有一個(gè)在豎直面內(nèi)，以O(shè)為圓心的圓形區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)存在垂直圓面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，另有一個(gè)同樣以O(shè)為圓心的半圓形熒光屏AO′C.已知S1、S2、O和熒光屏的中間位置O′在同一直線上，且AC⊥S1O′.當(dāng)在M、N板間加恒定電壓U時(shí)，一帶正電離子在S1處由靜止開(kāi)始加速向S2孔運(yùn)動(dòng)，最后打在圖示的熒光屏上的P處，∠COP＝30°.若要讓上述帶正電離子(不計(jì)重力)仍在S1處由靜止開(kāi)始加速，最后打在圖示的熒光屏下邊緣C處，求M、N板間所加電壓的大小U′.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

有一個(gè)帶正電的小球，質(zhì)量為m，電荷量為q，靜止在固定的絕緣支架上．現(xiàn)設(shè)法給小球一個(gè)瞬時(shí)的初速度v0使小球水平飛出，飛出時(shí)小球的電荷量沒(méi)有改變．同一豎直面內(nèi)，有一個(gè)固定放置的圓環(huán)(圓環(huán)平面保持水平)，環(huán)的直徑略大于小球直徑，如圖甲所示．空間所有區(qū)域分布著豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在豎直方向的帶狀區(qū)域中，小球從固定的絕緣支架水平飛出后先做勻速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，豎直進(jìn)入圓環(huán)．已知固定的絕緣支架與固定放置的圓環(huán)之間的水平距離為2s，支架放小球處與圓環(huán)之間的豎直距離為s，v0>，小球所受重力不能忽略．求：

(1)空間所有區(qū)域分布的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向；
(2)垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小寬度S，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向；
(3)小球從固定的絕緣支架水平飛出到運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)的時(shí)間t.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向?yàn)檎诖艌?chǎng)中有一位于紙面內(nèi)細(xì)金屬圓環(huán)，如圖甲所示.現(xiàn)令磁感應(yīng)強(qiáng)度值B按圖乙隨時(shí)間t變化，令E1、E2、E3分別表示oa、ab、bc這三段變化過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，I1、I2、I3分別表示其對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流

A．I1、I3沿逆時(shí)針?lè)较�，I2沿順時(shí)針?lè)较?nbsp;B．I1沿逆時(shí)針?lè)较颍琁2、I3沿順時(shí)針?lè)较?nbsp;
C．E1>E2> E3  D．E1<E2=E3 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

矩形導(dǎo)線框abcd放在分布均勻的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，如圖(甲)所示。在外力控制下線框處于靜止?fàn)顟B(tài)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖(乙)所示，t=0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里。在0~4s時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框ad邊所受安培力隨時(shí)間變化的圖象(規(guī)定向左為安培力正方向)應(yīng)該是下圖中的

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