如图所示，在坐标系xOy平面的x>0区域内，有电场强度E=2×105 N/C，方向沿y轴负向的匀强电场和磁感应强度B=0.20T，方向与xOy平面垂直向里 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：海南省模拟题难度：来源：

如图所示，在坐标系xOy平面的x>0区域内，有电场强度E=2×10⁵ N/C，方向沿y轴负向的匀强电场和磁感应强度B=0.20T，方向与xOy平面垂直向里的匀强磁场。在y轴上有一足够长的荧光屏MN，在x轴上的P（10，0）点处有一粒子发射枪连续不断的发射大量质量m=6.4×10^-27kg，电量q=3.2×10^-19 C的带正电粒子，其向x轴方向发射的粒子恰能沿x轴做匀速直线运动。若撤去电场，并使粒子发射枪以P为轴在xOy平面内以角速度ω=2πrad/s逆时针转动（整个装置都处在真空中），求：
（1）带电粒子在磁场中运动的轨迹半径；
（2）荧光屏上闪光点的范围；
（3）荧光屏上闪光点从最高点移动到最低点所用的时间。

答案

解：（1）由粒子在复合场中做匀速运动，有qE=qvB
撤去电场后，有

则粒子在磁场中运动的轨迹半径

（2）画出粒子运动的轨迹如图可知，粒子最上端打在A点，最下端打在B点

（3）粒子在磁场中做圆周运动的周期

粒子在磁场中运动的时间可以忽略不计
闪光点从最高点移到最低点的过程中，粒子枪转过的圆心角为

所以用时

核心考点

试题【如图所示，在坐标系xOy平面的x>0区域内，有电场强度E=2×105 N/C，方向沿y轴负向的匀强电场和磁感应强度B=0.20T，方向与xOy平面垂直向里】；主要考察你对粒子在复合场中运动等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图所示，在

的空间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=4×10^-3T，在y≤0空间同时存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度

一个质量m=6.4×10^-27kg带电量q=+3.2×10^-19C的带电粒子以初速度v₀=2×l0⁴m/s从y轴上的P点（纵坐标为

）出发，沿着-y方向进入区域I。粒子重力不计，粒子在整个运动过程中始终没有穿出电磁场区域。
（1）求带电粒子第一次穿越x轴时的横坐标x；
（2）请结合运动合成和分解的知识，求出带电粒子在区域Ⅱ中到达最低点的纵坐标y。
（3）求带电粒子从进入区域I开始到第二次穿越x轴时经过的时间t。

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如图甲所示，在xOy竖直平面直角坐标系中，有如图乙所示的随时间变化的电场，电场范围足够大，方向与y轴平行，取竖直向上为正方向；同时也存在如图丙所示的随时间变化的磁场，磁场分布在x₁≥x≥0、y₁≥y≥- yl的虚线框内，方向垂直坐标平面，并取向内为正方向。在t=0时刻恰有一质量为m=4×l0^-5kg、电荷量q=l×10^-4C的带正电小球以v₀=4m/s的初速度从坐标原点沿x轴正向射入场区，并在0.15s时间内做匀速直线运动，g取l0m/s²，sin37⁰=0.60，cos37⁰=0.80求：
（1）磁感应强度B₀的大小；
（2）0.3s末小球速度的大小及方向；
（3）为确保小球做完整的匀速圆周运动，x₁和y₁的最小值是多少？

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如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场，其边界AB、CD的宽度为d，在左边界的Q点处有一质量为m，带电量为负q的粒子沿与左边界成30°的方向射入磁场，粒子重力不计。求：
（1）带电粒子能从AB边界飞出的最大速度？
（2）若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场，穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板，则极板间电压及整个过程中粒子在磁场中运动的时间？
（3）若带电粒子的速度是（2）中的

倍，并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场，则粒子能打到CD边界的范围？

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如图所示的装置可测离子的比荷（荷质比）。离子源A产生初速度可忽略不计的正离子，被电压为U₀的加速电场加速后匀速通过准直管，然后从O点垂直射入匀强偏转电场，能正好从HM极板上的小孔S射出，立即进入垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场区，最后打在水平放置的底片D₁D₂的D点（底片右端D₁紧靠小孔S）。已知HO=d，HS=2d，DS=L，忽略粒子所受重力，试求：
（1）偏转电场场强E的大小；
（2）离子的比荷。

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如图甲所示，两平行金属板的板长l=0.20m，板间距d=6.0×10^-2m，在金属板右侧有一范围足够大，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其边界为MN，与金属板垂直金属板的下极板接地，上极板的电压u随时间变化的图线如图乙所示，匀强磁场的磁感应强度B=1.0×10^-2T现有带正电的粒子以v₀=5.0×l0⁵m/s的速度沿两板间的中线OOˊ连续进入电场，经电场后射人磁场，已知带电粒子的比荷q/m=10⁸C/kg，粒子的重力忽略不计，假设在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变，不计粒子间的作用（计算中取tan15⁰=4/15）。
（1）求t=0时刻进入的粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离；
（2）求t=0.30s时刻进入的粒子，在磁场中运动的时间；
（3）试证明：在以上装置不变时，以v₀射人电场比荷相同的带电粒子，经边界MN 射入磁场和射出磁场时两点间的距离都相等。

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