题目内容

如图，空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向为y轴正方向，磁场方向垂直于xy平面（纸面）向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或磁场与撤除前的一样．一带正电荷的粒子从P(x＝0，y＝h)点以一定的速度平行于x轴正向入射．这时若只有磁场，粒子将做半径为R0的圆周运动；若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动．现在，只加电场，当粒子从P点运动到x＝R0平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，其轨迹与x轴交于M点．不计重力．求：

（1）粒子到达x＝R0平面时速度方向与x轴的夹角以及粒子到x轴的距离；

（2）M点的横坐标xM。

(1)  (2) 。


解析:

（1）做直线运动 

做圆周运动 

只有电场时，粒子做类平抛       

解得 

粒子速度大小 

速度方向与x轴夹角 

粒子与x轴的距离 

（2）撤电场加上磁场后 

解得 

粒子运动轨迹如图所示，圆心C位于与速度v方向垂直的直线上，该直线与x轴和y轴的夹角均为π/4，有几何关系得C点坐标为              

过C作x轴的垂线，在ΔCDM中 

                              

解得 

M点横坐标 

练习册系列答案
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（2009?徐州二模）如图所示，匀强电场水平向右，虚线右边空间存在着方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，虚线左边有一固定的光滑水平杆，杆右端恰好与虚线重合．有一电荷量为q、质量为m的小球套在杆上并从杆左端由静止释放，带电小球离开杆的右端进入正交电、磁场后，开始一小段时间内，小球（　　）
如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T．质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r．现从静止释放杆a b，测得最大速度为vm．改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示．已知轨距为L=2m，重力加速度g取l0m/s2，轨道足够长且电阻不计．
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（1）当R=0时，求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向；
（2）求金属杆的质量m和阻值r；
（3）当R=4Ω时，求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W．
（2013?徐汇区二模）如图（甲），MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定，M、P之间接电阻箱R，电阻箱的阻值范围为0～4Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T．质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r．现从静止释放杆a b，测得最大速度为vm．改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图（乙）所示．已知轨距为L=2m，重力加速度g=l0m/s2，轨道足够长且电阻不计．

（1）当R=0时，求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向；
（2）求金属杆的质量m和阻值r；
（3）求金属杆匀速下滑时电阻箱消耗电功率的最大值Pm；
（4）当R=4Ω时，求随着杆a b下滑回路瞬时电功率每增大1W的过程中合外力对杆做的功W．
精英家教网如图，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直．在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球，小球可沿圆环自由运动．O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放．下列判断正确的是（　　）
A、当小球运动的弧长为圆周长的
1
2
时，洛仑兹力最大
B、当小球运动的弧长为圆周长的
3
8
时，洛仑兹力最大
C、小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大
D、小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小
精英家教网如图所示，在XOY平面存在有电场，可能是正点电荷电场，也可能是匀强电场．若为匀强电场，则电场线与XOY平面平行；若为点电荷电场，场源电荷放在平面内某个位置．现将一检验电荷q放在（0，0）点，受到的电场力大小为F．若将q分别沿x轴及y轴移到A（-3a，0）、B（0，3a）、C（a，0）三点，电场力做功均为W．则（　　）
A、XOY空间存在匀强电场，且场强方向平行Y轴
B、q从O点沿x轴移到A的过程中，电场力一直做正动
C、q在B点，受到的电场力大小为
2
5
F
D、q在O、A、B、C四点时，在O点电势能最低

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