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在如圖所示,x軸上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里,大小為B,x軸下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,方向與y軸的夾角θ為45°且斜向上方. 現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為q的正離子,以速度v0由y軸上的A點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng),該離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從x軸上的C點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,該離子經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸夾角為45°. 不計(jì)離子的重力,設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域和電場(chǎng)區(qū)域足夠大. 求:

(1)C點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)離子從A點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越x軸時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
(3)離子第四次穿越x軸時(shí)速度的大小及速度方向與電場(chǎng)方向的夾角.

1)磁場(chǎng)中帶電粒子在洛侖茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng),故有
      得                     
                                 3分
粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖5所示,由幾何知識(shí)知,

             3分   
故,C點(diǎn)坐標(biāo)為(,0)               1分
(2)                                     1分
設(shè)粒子從A到C的時(shí)間為t1,由幾何知識(shí)知:
                                 1分
設(shè)粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到返回C的時(shí)間為t2,其在電場(chǎng)中做勻變速運(yùn)動(dòng),
由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,有
                                    1分
                                  1分
聯(lián)立(6)(7)解得                  1分
設(shè)粒子再次進(jìn)入磁場(chǎng)后在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t3,由題意知
                               1分
故而,設(shè)粒子從A點(diǎn)到第三次穿越x軸的時(shí)間為
                  2分
(3)粒子從第三次過(guò)x軸到第四次過(guò)x軸的過(guò)程是在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋的運(yùn)動(dòng),即沿著v0的方向(設(shè)為x′軸)以v0做勻速運(yùn)動(dòng),沿著qE的方向(設(shè)為y′軸)做初速為0的勻加速運(yùn)動(dòng)即
                           2分
                         2分
                            1分
設(shè)離子第四次穿越x軸時(shí)速度的大小為v,速度方向與電場(chǎng)方向的夾角為α.
由圖中幾何關(guān)系知
                    
                          
                                 
綜合上述得             1分
                      1分

解析

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:

(2009?安慶三模)在如圖所示,x軸上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里,大小為B,x軸下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,方向與y軸的夾角θ為45°且斜向上方.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為q的正離子,以速度v0由y軸上的A點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng),該離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從x軸上的C點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,該離子經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸夾角為45°.不計(jì)離子的重力,設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域和電場(chǎng)區(qū)域足夠大. 求:
(1)C點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)離子從A點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越x軸時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
(3)離子第四次穿越x軸時(shí)速度的大小及速度方向與電場(chǎng)方向的夾角.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

在如圖所示,x軸上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里,大小為Bx軸下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,方向與y軸的夾角θ為450且斜向上方. 現(xiàn)有一質(zhì)量為m電量為q的正離子,以速度v0由y軸上的A點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng),該離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從x軸上的C點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,該離子經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸夾角為450. 不計(jì)離子的重力,設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域和電場(chǎng)區(qū)域足夠大. 求:

(1)C點(diǎn)的坐標(biāo);

(2)離子從A點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越x軸時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;

(3)離子第四次穿越x軸時(shí)速度的大小及速度方向與電場(chǎng)方向的夾角.

 


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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

在如圖所示,x軸上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里,大小為Bx軸下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,方向與y軸的夾角θ為450且斜向上方. 現(xiàn)有一質(zhì)量為m電量為q的正離子,以速度v0由y軸上的A點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng),該離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從x軸上的C點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,該離子經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸夾角為450. 不計(jì)離子的重力,設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域和電場(chǎng)區(qū)域足夠大. 求:

(1)C點(diǎn)的坐標(biāo);

(2)離子從A點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越x軸時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;

(3)離子第四次穿越x軸時(shí)速度的大小及速度方向與電場(chǎng)方向的夾角.

 


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科目:高中物理 來(lái)源:2015屆北京四中高二年級(jí)第一學(xué)期期末檢測(cè)物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

在如圖所示,x軸上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里,大小為B,x軸下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,方向與y軸的夾角θ為45o且斜向上方。現(xiàn)有一質(zhì)量為m電量為q的正離子,以速度v0由y軸上的A點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng),該離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從x軸上的C點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,該離子經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸夾角為45o。 不計(jì)離子的重力,設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域和電場(chǎng)區(qū)域足夠大。 求:

(1)C點(diǎn)的坐標(biāo);

(2)離子從A點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越x軸時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;

(3)離子第四次穿越x軸時(shí)速度的大小及速度方向與電場(chǎng)方向的夾角.

 

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科目:高中物理 來(lái)源:2010-2011學(xué)年甘肅省河西五市高三第二次聯(lián)合考試?yán)砜凭C合物理部分 題型:計(jì)算題

在如圖所示,x軸上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里,大小為B,x軸下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,方向與y軸的夾角θ為45°且斜向上方. 現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為q的正離子,以速度v0由y軸上的A點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng),該離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從x軸上的C點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,該離子經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸夾角為45°. 不計(jì)離子的重力,設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域和電場(chǎng)區(qū)域足夠大. 求:

(1)C點(diǎn)的坐標(biāo);

(2)離子從A點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越x軸時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;

(3)離子第四次穿越x軸時(shí)速度的大小及速度方向與電場(chǎng)方向的夾角.

 

 

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