【題目】如圖所示,在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi),有相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫出)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子(不計(jì)重力)從O點(diǎn)沿y軸正方向以某一速度射入,帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間從P點(diǎn)射出。
(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。
(2)若僅撤去磁場(chǎng),帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射入,經(jīng)時(shí)間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運(yùn)動(dòng)加速度的大小。
(3)若僅撤去電場(chǎng),帶電粒子仍從O點(diǎn)射入,且速度為原來的4倍,求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
【答案】(1),方向?yàn)檠?/span>x軸正方向;(2);(3).
【解析】(1)設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q,初速度為v,電場(chǎng)強(qiáng)度為E,可判斷出粒子受到的洛倫磁力沿x軸負(fù)方向,于是可知電場(chǎng)強(qiáng)度沿x軸正方向
且有 ①
又②
則 ③
(2)僅有電場(chǎng)時(shí),帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中作類平拋運(yùn)動(dòng)
在y方向位移④
由②④式得⑤
設(shè)在水平方向位移為x,因射出位置在半圓形區(qū)域邊界上,于是
又有 ⑥
得⑦
(3)僅有磁場(chǎng)時(shí),入射速度,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng),
設(shè)軌道半徑為r,由牛頓第二定律有⑧
又 ⑨
由③⑦⑧⑨式得 ⑩
由幾何關(guān)系(11)
即,所以(12)
帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期
則帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間,所以。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下列各組物理量中,全部是矢量的是
A.位移、時(shí)間、速度、
B.質(zhì)量、路程、速度、平均速度
C.速度、平均速度、位移
D.位移、路程、時(shí)間
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【題目】關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng),下面說法正確的是 ( )
A. 它是豎直向下,v0=0,a=g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B. 在開始連續(xù)的三個(gè)1s內(nèi)通過的位移之比是1∶3∶5
C. 在開始連續(xù)的三個(gè)1s末的速度大小之比是1∶4∶9
D. 從開始運(yùn)動(dòng)起依次下落4.9cm、9.8cm、14.7cm,所經(jīng)歷的時(shí)間之比為1∶∶
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如上圖所示,套在足夠長(zhǎng)的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球,其質(zhì)量為m,帶電荷量為q,小球可在棒上滑動(dòng),現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且互相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中.設(shè)小球的帶電量不變,小球由靜止下滑的過程中( )
A. 小球的加速度一直增大
B. 小球的速度一直增大,直到最后勻速
C. 桿對(duì)小球的彈力一直減小
D. 小球所受洛倫茲力一直增大,直到最后不變
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【題目】如下圖所示是粒子速度選擇器的原理圖,如果粒子所具有的速率,那么( )
A. 帶正電粒子必須沿ab方向從左側(cè)進(jìn)入場(chǎng)區(qū),才能沿直線通過
B. 帶負(fù)電粒子必須沿ba方向從右側(cè)進(jìn)入場(chǎng)區(qū),才能沿直線通過
C. 不論粒子電性如何,沿ab方向從左側(cè)進(jìn)入場(chǎng)區(qū),都能沿直線通過
D. 不論粒子電性如何,沿ba方向從右側(cè)進(jìn)入場(chǎng)區(qū),都能沿直線通過
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【題目】用金屬箔做成一個(gè)不帶電的圓環(huán),放在干燥的絕緣桌面上.小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后,將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán),當(dāng)距離約為0.5 cm時(shí)圓環(huán)被吸引到筆套上,如圖所示.對(duì)上述現(xiàn)象的判斷與分析,下列說法不正確的是( )
A. 摩擦使筆套帶電
B. 筆套靠近圓環(huán)時(shí),圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號(hào)電荷
C. 圓環(huán)被吸引到筆套的過程中,圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力
D. 筆套碰到圓環(huán)后,筆套所帶的電荷立刻被全部中和
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【題目】輕繩一端系在質(zhì)量為m的物塊A上,另一端系在一個(gè)套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上.現(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點(diǎn)O,使物塊A從圖中實(shí)線位置緩慢下降到虛線位置,但圓環(huán)仍保持在原來位置不動(dòng).在這一過程中,環(huán)對(duì)桿的摩擦力F1和環(huán)對(duì)桿的壓力F2的變化情況是( 。
A. F1保持不變,F2逐漸增大 B. F1保持不變,F2逐漸減小
C. F1逐漸增大,F2保持不變 D. F1逐漸減小,F2保持不變
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【題目】熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體,_________(選填“能”“不能”)實(shí)現(xiàn)相反過程,這說明熱傳導(dǎo)具有_________性。
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【題目】一艘客輪因故障需迅速組織乘客撤離.乘客在甲板上須利用繩索下滑到救援快艇上.繩索與豎直方向的夾角θ=37°,設(shè)乘客下滑過程繩索始終伸直且與豎直方向夾角不變,為保證行動(dòng)快捷安全,乘客先從靜止開始以4m/s2的加速度勻速下滑至某位置并立即以同樣大小的加速度勻減速下滑,滑至快艇時(shí)乘客速度剛好為零.在乘客開始下滑時(shí),剛好這位乘客的鑰匙掉了下去,快艇工作人員發(fā)現(xiàn)鑰匙掉入水中后過了3s乘客滑道快艇上,如圖所示.快艇高度和鑰匙下落時(shí)的空氣阻力不計(jì),重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求客輪甲板距離水面的高度H;
(2)為了加快撤離同時(shí)保證安全,乘客滑至快艇時(shí)的最大速度可以達(dá)到4m/s,求乘客下滑所需最短時(shí)間t.
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