15.如圖所示,平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)范圍內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出),帶電粒子從P點(diǎn)以垂直于電場(chǎng)方向的速度v0射入平行板間,恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),從Q飛出.忽略重力.則( 。
A.磁場(chǎng)方向垂直紙面向外
B.磁場(chǎng)方向與帶電粒子的電性無關(guān)
C.帶電粒子從Q沿QP進(jìn)入,也能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.若粒子帶負(fù)電,以速度v1從P沿PQ射入,從Q'飛出,則v1<v0

分析 粒子進(jìn)入電場(chǎng)與磁場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)后沿直線運(yùn)動(dòng),可知粒子受到的電場(chǎng)力和洛倫茲力是一對(duì)平衡力,解決此題可以先假設(shè)粒子的電性,來判斷磁場(chǎng)的方向.分析粒子能否沿直線運(yùn)動(dòng),就是分析洛倫茲力與電場(chǎng)力的大小,從而判斷粒子的偏轉(zhuǎn)方向,由動(dòng)能定理分析射出場(chǎng)區(qū)的速度與初速度的關(guān)系.

解答 解:A、假設(shè)帶電粒子帶正電,粒子將受到豎直向下的電場(chǎng)力,所以洛倫茲力應(yīng)為豎直向上,由左手定則可判斷,磁場(chǎng)的方向應(yīng)垂直于紙面向里.故A錯(cuò)誤.
B、當(dāng)粒子在正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力和洛倫茲力大小相等,且方向相反.改變粒子的電性,其他條件不變的情況下,電場(chǎng)力和洛倫茲力的方向同時(shí)改為反向,粒子的合力仍為零.所以磁場(chǎng)方向與帶電粒子的正負(fù)無關(guān),故B正確.
C、帶電粒子從Q沿QP進(jìn)入,所受的電場(chǎng)力方向不變,而洛倫茲力方向會(huì)變?yōu)榕c電場(chǎng)力相同,此時(shí)帶電粒子將發(fā)生向下偏轉(zhuǎn).故C錯(cuò)誤.
D、粒子帶負(fù)電時(shí),將受到向上的電場(chǎng)力和向下的洛倫茲力,當(dāng)速度為v0時(shí),電場(chǎng)力和洛倫茲力大小相等,即有 qE=qv0B,v0=$\frac{E}{B}$;粒子從Q′飛出,可判斷電場(chǎng)力要大于洛倫茲力,即有qE>qv1B,v1<$\frac{E}{B}$,可得v1<v0.故D正確.
故選:BD.

點(diǎn)評(píng) 該題綜合了電場(chǎng)和磁場(chǎng)的內(nèi)容,解決此類問題的關(guān)鍵是正確判斷洛倫茲力和電場(chǎng)力的大小及方向,要熟練的應(yīng)用左手定則來分析問題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.如圖甲所示,兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌放置在絕緣水平桌面上,間距d=0.5m,導(dǎo)軌電阻不計(jì),右端通過導(dǎo)線與阻值RL=3Ω的小燈泡L連接.在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),CE長(zhǎng)l=2m,CDFE區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化情況如圖乙所示.在恒定水平外力F的作用下,一阻值r=2Ω的金屬棒PQ從磁場(chǎng)邊界CD左側(cè)的某一位置開始向右運(yùn)動(dòng),t=4s時(shí)恰好經(jīng)過磁場(chǎng)CD邊界并能勻速通過磁場(chǎng).已知從t=0開始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)邊界EF處的整個(gè)過程中,小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化.求:

(1)通過小燈泡的電流;                       
(2)金屬棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大;
(3)所受外力F的大小.

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6.如圖甲所示,火箭發(fā)射時(shí),速度能在10s內(nèi)由0增加到100m/s;如圖乙所示,汽車以8m/s的速度行駛,急剎車時(shí)能在2.5s內(nèi)停下來,下列說法中正確的是( 。
A.10s內(nèi)火箭的速度改變量為100m/s2B.2.5s內(nèi)汽車的速度改變量為8m/s
C.火箭的加速度比汽車的加速度大D.火箭的加速度比汽車的加速度小

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3.單擺在振動(dòng)過程中,離開平衡位置的最大距離越來越。谶@個(gè)過程中(  )
A.能量逐漸消失
B.動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能
C.機(jī)械能守恒
D.總能量守恒,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能

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10.如圖所示,在屏幕MN的右方和虛線的上方區(qū)域有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一帶電微粒從磁場(chǎng)邊界d點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向并與虛線垂直射入,經(jīng)過時(shí)間t0垂直打到屏MN上.同一帶電微粒從磁場(chǎng)邊界d點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向并與虛線右方成45°角射入,經(jīng)過時(shí)間t1打到屏MN上;同一帶電微粒從磁場(chǎng)邊界d點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向并與虛線右方成135°角射入,經(jīng)過時(shí)間t2打到屏MN上.微粒所受重力可忽略,每次射入磁場(chǎng)的速度大小不變.則t0、t1、t2之間大小關(guān)系正確的是( 。
A.t1<2t0B.t1=2t0C.t2<0.5t0D.t2=0.5t0

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20.如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=30V,內(nèi)阻r=1Ω,R1=9Ω,滑動(dòng)變阻器的總電阻Rx=20Ω.間距d=0.1m的兩平行金屬板M、N水平放置,閉合開關(guān)K,板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng),板間豎直放置一根長(zhǎng)也為d的光滑絕緣細(xì)桿AB,帶電小球s穿過細(xì)桿,小球質(zhì)量m=0.01kg、電荷量q=1×10-3C(可視為點(diǎn)電荷,不影響電場(chǎng)的分布).調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片p,使小球c恰能靜止在A處.重力加速度g=10m/s2
(1)求小球的電性和M、N兩極板間的電壓;
(2)求滑動(dòng)變阻器pb段的阻值R2;
(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使pb段的阻值R3=7.5Ω,待電場(chǎng)重新穩(wěn)定后釋放小球c,求小球c到達(dá)桿的中點(diǎn)O時(shí)的速度大。

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7.一帶電粒子沿垂直磁場(chǎng)方向射入一勻強(qiáng)磁場(chǎng),經(jīng)過一鉛板P后,半徑減小,軌跡如圖所示.則下列說法正確的是( 。
A.粒子帶正電,速度逐漸減小B.粒子帶負(fù)電,速度逐漸減小
C.粒子帶正電,速度逐漸增大D.粒子帶負(fù)電,速度逐漸增大

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4.如圖所示,將一個(gè)半徑為R的導(dǎo)電金屬半圓環(huán)串聯(lián)接入電路中,電路的電流強(qiáng)度為I,接入點(diǎn)a、b是圓環(huán)直徑上的兩個(gè)端點(diǎn).金屬圓環(huán)處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直.則金屬圓環(huán)ab受到的安培力為( 。
A.0B.πRBIC.2πRBID.2RBI

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5.如圖所示,傾角為θ的光滑斜面上放有一個(gè)質(zhì)量為ml的長(zhǎng)木板,當(dāng)質(zhì)量為m2的物塊以初速度v.在木板上平行于斜面向上滑動(dòng)時(shí),木板恰好相對(duì)斜面體靜止.已知物塊在木板上上滑的整個(gè)過程中,斜面體相對(duì)地面沒有滑動(dòng).求:
(1)物塊沿木板上滑過程中,斜面體受到地面摩擦力的大小和方向;
(2)物塊沿木板上滑過程中,物塊由速度v.變?yōu)?\frac{{v}_{0}}{2}$時(shí)所通過的距離.

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