分析 (1)抓住小球沿NP做直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)重力和洛倫茲力平衡求出小球運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的速度.
(2)根據(jù)動(dòng)能定理求出電場力的大小,結(jié)合瞬時(shí)功率公式求出重力和電場力的功率.
(3)小球在板間復(fù)合場中所受的電場力和重力平衡,小球做圓周運(yùn)動(dòng),
解答 解:(1)小球沿NP做直線運(yùn)動(dòng),由平衡條件可得:
mg=qvB1
代入數(shù)據(jù)解得:v=10 m/s.
(2)小球從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過程中,由動(dòng)能定理得:
mgR+qER=$\frac{1}{2}$mv2,
代入數(shù)據(jù)解得:E=4 N/C或F電=0.4N.
重力與速度垂直,則重力的功率為:PG=0
電場力的方向與速度同向,則電場力的功率為:PE=Eqv=4×0.1×10W=4W.
(3)在板間復(fù)合場中小球受電場力為:$\frac{q{U}_{EF}}rlxe0jg=0.1N=mg$,與重力平衡.
故小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)半徑為R′,由$qv{B}_{2}=m\frac{{v}^{2}}{R′}$得:$R′=\frac{mv}{q{B}_{2}}$,
欲使粒子仍能從Q孔處射出,粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是有兩種情況.
根據(jù)幾何關(guān)系知:$R′=\frac{L}{2(2n+1)}=\frac{mv}{q{B}_{2}}$,(n=0,1,2,…)
解得:${B}_{2}=\frac{2(2n+1)mv}{qL}$=$\frac{2(2n+1)×0.01×10}{1×0.1}$=4n+2(T),(n=0,1,2,…)
根據(jù)幾何關(guān)系知:$R′=\frac{L}{4k}$=$\frac{mv}{q{B}_{2}}$,(k=1,2,…)
解得:${B}_{2}=\frac{4kmv}{qL}=\frac{4k×0.01×10}{1×0.1}$=4k(T),(k=1,2,…)
答:(1)小球運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)的速度v為10m/s.
(2)小球運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí),重力和電場力的功率分別為0,4W.
(3)右側(cè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小為4n+2(T),(n=0,1,2,…),或4k(T),(k=1,2,…)
點(diǎn)評(píng) 本題考查帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程較為復(fù)雜,要注意分段進(jìn)行分析,明確它在復(fù)合場中做直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)的受力特征及運(yùn)動(dòng)性質(zhì);注意在磁場中的圓心和半徑的確定,在復(fù)合場中注意應(yīng)用功能關(guān)系等進(jìn)行分析.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 拉力作用瞬間,物體立即獲得加速度 | |
B. | 拉力作用瞬間,物體立即獲得速度 | |
C. | 加速度的方向與拉力的方向不一定相同 | |
D. | 拉力作用瞬間,物體的速度和加速度均為零 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | b、e兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同 | |
B. | a點(diǎn)電勢高于e點(diǎn)電勢 | |
C. | b、c兩點(diǎn)間電勢差等于 e、d兩點(diǎn)間電勢差 | |
D. | 電子沿圓周由d運(yùn)動(dòng)到 c,電場力做功為零 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 點(diǎn)電荷Q處在三角形內(nèi)部某處 | |
B. | A、B、C三點(diǎn)電場強(qiáng)度大小均為$\frac{4kQ}{{L}^{2}}$ | |
C. | 將正的試探電荷從A點(diǎn)沿AC移到C點(diǎn),電場力一直不做功 | |
D. | 將正的試探電荷從B點(diǎn)沿BC移到C點(diǎn),試探電荷的電勢能先增加后減少 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,物體的溫度越高,物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能越大 | |
B. | 被壓縮的物體其分子之間只存在相互作用的斥力 | |
C. | 分子勢能與分子間距離有關(guān),是物體內(nèi)能的一部分 | |
D. | 為了增加物體的內(nèi)能,必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 粒子帶負(fù)電;B上<B下 | B. | 粒子帶負(fù)電;B上>B下 | ||
C. | 粒子帶正電;B上<B下 | D. | 粒子帶正電;B上>B下 |
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