【題目】如圖所示,在y>0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向;在y<0的空間中,存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直xy平面(紙面)向外.一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子,經(jīng)過(guò)y軸上y=h處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0 , 方向沿x軸正方向;然后,經(jīng)過(guò)x軸上x=2h處的 P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),并經(jīng)過(guò)y軸上y=﹣2h處的P3點(diǎn).不計(jì)重力.求

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小.
(2)粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向.
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。

【答案】
(1)解:粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)粒子從P1到P2的時(shí)間為t,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,粒子在電場(chǎng)中的加速度為a,

由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有:

v0t=2h ①

qE=ma ②

聯(lián)立①②③式可得:

答:電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為


(2)解:粒子到達(dá)P2時(shí)速度方向決定粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡,由x方向的速度分量和沿y方向的速度分量可得方向角(與x軸的夾角)為θ,

v12=2ah

θ=45°

所以粒子是垂直P2 P3的連線進(jìn)入磁場(chǎng)的,P2 P3是粒子圓周運(yùn)動(dòng)軌跡的直徑,速度的大小為

答:粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小為 ,與x軸成45°夾角;


(3)解:設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在洛侖茲力作用下粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑根據(jù)幾何關(guān)系可知是r= ,

由牛頓第二定律

所以 =

如圖是粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡圖

答:磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為


【解析】(1)粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求出電場(chǎng)強(qiáng)度;(2)粒子到達(dá)P2時(shí)速度方向決定粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡,由x方向的速度分量和沿y方向的速度分量可得方向角,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求解;(3)粒子在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑根據(jù)幾何關(guān)系可以求出,再由牛頓第二定律即可求出磁感應(yīng)強(qiáng)度.

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:

【題目】小明家閣樓頂有一扇傾斜的天窗,天窗與豎直面的夾角為θ,如圖所示,小明用質(zhì)量為m的刮擦器擦天窗玻璃,當(dāng)對(duì)刮擦器施加豎直向上大小為F的推力時(shí),刮擦器恰好沿天窗玻璃向上勻速滑動(dòng)求:

1天窗玻璃對(duì)刮擦器的彈力與摩擦力

2玻璃與刮擦器之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的物體,放在一固定斜面上,當(dāng)斜面傾角為30°時(shí)恰能沿斜面勻速下滑。保持斜面傾角為30°,對(duì)物體施加一水平向右的恒力F,使物體沿斜面勻速向上滑行(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)。若增大斜面傾角,當(dāng)傾角超過(guò)某一臨界角θ0 時(shí),則不論水平恒力F多大,都不能使物體從靜止開始沿斜面向上滑行,已知重力加速度為g,試求:

1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

2)水平恒力F的大小;

3)這一臨界角θ0的大小。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,密閉氣缸兩側(cè)與一U形管的兩端相連,氣缸壁導(dǎo)熱;U形管內(nèi)盛有密度為ρ=7.5×102kg/m3的液體.一活塞將氣缸分成左、右兩個(gè)氣室,開始時(shí),左氣室的體積是右氣室的體積的一半,氣體的壓強(qiáng)均為P0=4.5×103Pa.外界溫度保持不變.緩慢向右拉活塞使U形管兩側(cè)液面的高度差h=40cm,求此時(shí)左、右兩氣室的體積之比,取重力加速度大小g=10m/s2 , U形管中氣體的體積和活塞拉桿的體積忽略不計(jì).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】甲車以10m/s的速度在平直的公路上勻速行駛,乙車以4m/s的速度與甲車同向做勻速直線運(yùn)動(dòng),甲車經(jīng)過(guò)乙車旁邊開始以0.5m/s2的加速度剎車,從甲車剎車開始計(jì)時(shí),求:

(1)乙車在追上甲車前,兩車相距最大的距離.

(2)乙車追上甲車所用的時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】根據(jù)所學(xué)知識(shí)填空:
(1)歐姆表是根據(jù)定律制成的可直接測(cè)量未知電阻的電表.
(2)在歐姆表內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖上的a處表示電源的極(填“正”或“負(fù)”),c是色表筆(填“紅”或“黑”).

(3)測(cè)某電阻時(shí)歐姆表示數(shù)如圖2所示,此時(shí)所用倍率為“×10”,則該電阻的阻值為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,帶電平行板間勻強(qiáng)電場(chǎng)豎直向上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,某帶電小球從光滑軌道上的a點(diǎn)自由滑下,經(jīng)軌道端點(diǎn)P進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng).現(xiàn)使小球從稍低些的b點(diǎn)開始自由滑下,在經(jīng)過(guò)P點(diǎn)進(jìn)入板間后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,以下分析中不正確的是( )

A.其動(dòng)能將會(huì)增大
B.其電勢(shì)能將會(huì)增大
C.小球所受的洛倫茲力將會(huì)逐漸增大
D.小球受到的電場(chǎng)力將會(huì)增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,兩平行金屬板接有如圖乙所示隨時(shí)間t變化的電壓U,兩板間電場(chǎng)可看作均勻的,且兩板外無(wú)電場(chǎng),板長(zhǎng)L=0.2m,板間距離d=0.2m.在金屬板右側(cè)有一邊界為MN的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN與兩板中線OO'垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)B=5×10﹣3T,方向垂直紙面向里.現(xiàn)有帶正電的粒子流沿兩板中線OO'連續(xù)射人電場(chǎng)中,已知每個(gè)粒子速度V0=105m/s,比荷q/m=108C/kg,重力忽略不計(jì),在每個(gè)粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)可視作是恒定不變的.

(1)試求帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的最大速度.
(2)證明:在任意時(shí)刻從電場(chǎng)射出的帶電粒子,進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)在MN上的人射點(diǎn)和在MN上出射點(diǎn)的距離為定值,寫出該距離的表達(dá)式.
(3)從電場(chǎng)射出的帶電粒子,進(jìn)人磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又射出磁場(chǎng),求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間和最短時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,在一段平坦的地面上等間距分布著一排等高的輸電線桿,掛在線桿上的電線粗細(xì)均勻且呈對(duì)稱性。由于熱脹冷縮,冬季兩相鄰線桿之間的導(dǎo)線長(zhǎng)度會(huì)有所減少。對(duì)B線桿及兩側(cè)的電線,冬季與夏季相比(  )

A. 電線最高點(diǎn)處的張力變大

B. 電線最低處的張力不變

C. 線桿對(duì)地面的壓力變小

D. 線桿兩側(cè)電線對(duì)線桿拉力的合力不變

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