分析 (1)根據(jù)題意粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運動,可得出電場力和重力相等,求出E1;
(2)根據(jù)題意畫出粒子運動軌跡,找到速度最大值時的臨界點,即圓周軌跡與y軸正半軸相切,利用幾何知識求出半徑,最后求出最大此時粒子的速度;
(3)根據(jù)題意畫出粒子運動軌跡,求出粒子進入電場時的速度方向,判斷出粒子在電場中做做類平拋運動,畫出平拋軌跡,根據(jù)位移比求出E2,根據(jù)動能定理和$E=\frac{U}iso4er2$,求出兩個電場中的電勢差,最后加到一起求出Uco.
解答 解:(1)由題意可知,
E1q=mg
得:E1=25N/C
(2)當軌跡跟y軸相切時,到達x軸負半軸的粒子距A點最遠,由幾何關(guān)系得:
R1+R1sinα=d
R1=$\frac{3}{8}$m
此時能到達x軸負半軸的粒子速率最大.
$q{v}_{1}B={m}_{1}\frac{{{v}_{1}}^{2}}{{R}_{1}}$
得v1=0.9m/s
故v≤0.9m/s
(3)粒子在磁場總運動半個周期,則有$2{R}_{2}=\frac{{L}_{OA}}{sinα}$
得R2=0.5m
由$q{v}_{2}B=m\frac{{{v}_{2}}^{2}}{{R}_{2}}$
在C點的速度大小,v2=1.2m/s
由幾何關(guān)系得,粒子在C點的速度方向與y軸負方向成53°角,恰好與電場E2方向垂直,
故粒子從C點進入第一象限后做類平拋運動.
設(shè)粒子到達O點時,沿E2方向的速度大小為vy,位移大小為y,沿vc方向位移大小為x.
由幾何關(guān)系得$tan53°=\frac{y}{x}=\frac{\frac{1}{2}a{t}^{2}}{{v}_{c}t}=\frac{at}{2{v}_{c}}=\frac{{v}_{y}}{2{v}_{c}}$,
vy=3.2m/s
在E2電場中$q{U}_{co2}=\frac{1}{2}m({{v}_{c}}^{2}+{{v}_{y}}^{2})-\frac{1}{2}m{{v}_{c}}^{2}$
Uco2=12.8V
在E1電場中Uco1=-E1•CO=-20V
Uco=-20+12.8=-7.2V
答:(1)電場強度E1的大小為25N/C;
(2)能到達x軸負半軸的粒子的速度范圍為v≤0.9m/s;
(3)CO之間的電勢差UCO為-7.2V.
點評 此題考查了粒子在復(fù)合場中運動,需從題中挖掘出隱含條件.通過畫圖,找到臨界位置,熟練掌握圓周運動的公式及動能定理.粒子進入電場后,做類平拋,畫出軌跡圖象,有利于快速準確解答此題.
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 游客處于超重狀態(tài) | B. | 游客處于失重狀態(tài) | ||
C. | 游客受到的摩擦力大于重力 | D. | 筒壁對游客的彈力提供向心力 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 光能發(fā)生偏振現(xiàn)象說明光波是縱波 | |
B. | 均勻變化的電場能夠產(chǎn)生均勻變化的磁場 | |
C. | 某人在速度為光速的0.5倍的飛行器上打開一光源,光源發(fā)出的光相對于地面的速度為1.5倍光速 | |
D. | 一切高溫物體都能發(fā)射紫外線,紫外線能殺死多種細菌,還有助于人體合成維生素D |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 該波沿x軸負方向傳播的波速大小為10m/s | |
B. | 如果x=5m處就是波源,則波源起振的方向沿y軸正方向 | |
C. | t=0.4s時,質(zhì)點Q第一次到達波谷 | |
D. | 當質(zhì)點P恰好第二次到達波谷時,質(zhì)點Q正在平衡位置處 | |
E. | 當質(zhì)點Q在波谷時,質(zhì)點P一定在波峰處 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 甲電源的電動勢比乙的電動勢大 | |
B. | 甲電源的內(nèi)阻比丙電源的內(nèi)阻大 | |
C. | 甲電源內(nèi)阻最大,丙電源內(nèi)阻最小 | |
D. | 乙電源的電動勢和內(nèi)阻都比丙電源的大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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