如右圖所示,有一水平向右的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為,一根長、與水平方向的夾角為的光滑絕緣細(xì)直桿MN固定在電場中,桿的下端M固定一個(gè)帶電小球A,電荷量;另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動(dòng),電荷量,質(zhì)量.現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放,小球B開始運(yùn)動(dòng).(靜電力常量,取,)求:

(1)小球B開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為多大?
(2)小球B的速度最大時(shí),與M端的距離r為多大?
(1) (2)0.9 m

試題分析:(1)開始運(yùn)動(dòng)時(shí)小球B受重力、庫侖力、桿的彈力和電場力,沿桿方向運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得
解得
代入數(shù)據(jù)解得.
(2)小球B速度最大時(shí)合力為零,即

解得
代入數(shù)據(jù)解得
點(diǎn)評:帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng),綜合了靜電場和力學(xué)的知識(shí),分析方法和力學(xué)的分析方法基本相同.先分析受力情況再分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過程(平衡、加速、減速,直 線或曲線),然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題.解決這類問題的基本方法有兩種,第一種利用力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn),選用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解;第二種利用能量轉(zhuǎn)化 的觀點(diǎn),選用動(dòng)能定理和功能關(guān)系求解.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,質(zhì)量為M ="2.0" kg的小車A靜止在光滑水平面上,A的右端停放有一個(gè)質(zhì)量為m ="0.10" kg帶正電荷q ="5.0" ´10-2 C的小物體B,整個(gè)空間存在著垂直紙面向里磁感應(yīng)強(qiáng)度B =2.0T的勻強(qiáng)磁場,F(xiàn)從小車的左端,給小車A一個(gè)水平向右的瞬時(shí)沖量I ="26" N·s,使小車獲得一個(gè)水平向右的初速度,此時(shí)物體B與小車A之間有摩擦力作用,設(shè)小車足夠長,g 取10m/s2。求:

(1)瞬時(shí)沖量使小車獲得的動(dòng)能Ek;
(2)物體B的最大速度vm,并在v-t坐標(biāo)系中畫出物體B的速度隨時(shí)間變化的示意圖像;
(3)在A與B相互作用過程中系統(tǒng)增加的內(nèi)能E

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中,第一象限存在一與xOy平面平行的勻強(qiáng)電場,在第二象限存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場。在y軸上的P點(diǎn)有一靜止的帶正電的粒子,某時(shí)刻,粒子在很短時(shí)間內(nèi)(可忽略不計(jì))分裂成三個(gè)帶正電的粒子1、2和3,它們所帶的電荷量分別為q1、q2和q3,質(zhì)量分別為m1、m2和m3,且,。帶電粒子1和2沿x軸負(fù)方向進(jìn)人磁場區(qū)域,帶電粒子3沿x軸正方向進(jìn)入電場區(qū)域。經(jīng)過一段時(shí)間三個(gè)帶電粒子同時(shí)射出場區(qū),其中粒子1、3射出場區(qū)的方向垂直于x軸,粒子2射出場區(qū)的方向與x軸負(fù)方向的夾角為60°。忽略重力和粒子間的相互作用。求:

(1)三個(gè)粒子的質(zhì)量之比;
(2)三個(gè)粒子進(jìn)入場區(qū)時(shí)的速度大小之比;
(3)三個(gè)粒子射出場區(qū)時(shí)在x軸上的位移大小之比。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖甲所示,空間存在一寬度為2L有界勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直紙面向里。在光滑絕緣水平面內(nèi)有一邊長為L的正方形金屬線框,其質(zhì)量m=1kg、電阻R=4Ω,在水平向左的外力F作用下,以初速度v0=4m/s勻減速進(jìn)入磁場,線框平面與磁場垂直,外力F大小隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示。以線框右邊剛進(jìn)入磁場時(shí)開始計(jì)時(shí),求:

(1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;
(2)線框進(jìn)入磁場的過程中,通過線框的電荷量q;
(3)判斷線框能否從右側(cè)離開磁場?說明理由。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如下圖所示,L1和L2為兩條平行的虛線,L1上方和L2下方都是垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場,A、B兩點(diǎn)都在L1上.帶電粒子從A點(diǎn)以初速v斜向下與L1成45°角射出,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)后正好過B點(diǎn),經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度方向也斜向下,且方向與A點(diǎn)方向相同.不計(jì)重力影響,下列說法中正確的是(  )

A.該粒子一定帶正電
B.該粒子一定帶負(fù)電
C.若將帶電粒子在A點(diǎn)時(shí)初速度變大(方向不變),它仍能經(jīng)過B點(diǎn)
D.若將帶電粒子在A點(diǎn)時(shí)初速度變小(方向不變),它不能經(jīng)過B點(diǎn)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電液滴從h高處自由下落,進(jìn)入一個(gè)互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電場強(qiáng)度為E.已知液滴在此區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r為
A.B.
C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,質(zhì)量M=0.01kg的導(dǎo)體棒ab,垂直放在相距l(xiāng)=0.1m的平行光滑金屬導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌平面與水平面的夾角=30°,并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=5T、方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中。左側(cè)是水平放置的平行金屬板,它的極板長s=0.1m,板間距離d=0.01m。定值電阻R=2Ω,Rx為滑動(dòng)變阻器的阻值,不計(jì)其它電阻。

(1)調(diào)節(jié)Rx=2Ω,釋放導(dǎo)體棒,當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí),求通過棒的電流I及棒的速率v
(2)改變Rx ,待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后,將質(zhì)量m=10-8kg、電量q=10-4C的帶正電的粒子從兩金屬板中央左側(cè)以v0=103 m/s水平射入,(不計(jì)粒子的重力),若它恰能從下板右邊緣射出,求此時(shí)的Rx.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示的裝置,左半部為速度選擇器,其有一對平行金屬板,兩板相距為d,電壓為U;兩板之間有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里,圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域,區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面朝里。一電荷量為q的正離子沿平行于金屬板面、垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間,然后沿直線射出平行金屬板之間的區(qū)域,并沿直徑EF方向射入磁場區(qū)域,最后從圓形區(qū)域邊界上的G點(diǎn)射出,已知弧所對應(yīng)的圓心角為。不計(jì)離子重力。求:

(1)離子速度的大小;
(2)離子的質(zhì)量。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

在足夠大的絕緣光滑水平面上有一質(zhì)量m=1.0×10-3kg、帶電量q=1.0×10-10C的帶正電的小球,靜止在O點(diǎn).以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn),在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy.在t0=0時(shí)突然加一沿x軸正方向、大小E1=2.0×106V/m的勻強(qiáng)電場,使小球開始運(yùn)動(dòng).在t1=1.0s時(shí),所加的電場突然變?yōu)檠貀軸正方向、大小E2=2.0×106V/m的勻強(qiáng)電場.在t2=2.0s時(shí)所加電場又突然變?yōu)榱硪粋(gè)勻強(qiáng)電場E3,使小球在此電場作用下在t3=4.0s時(shí)速度變?yōu)榱悖螅?br />(1)在t1=1.0s時(shí)小球的速度v1的大小;
(2)在t2=2.0s時(shí)小球的位置坐標(biāo)x2、y2;
(3)勻強(qiáng)電場E3的大。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案