【題目】如圖所示，在直角坐標(biāo)系xoy的第一、四象限區(qū)域內(nèi)存在兩個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)：垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)II，O、M、P、Q為磁場(chǎng)邊界和x軸的交點(diǎn)OM=MP=L．在第三象限存在沿y軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從電場(chǎng)中坐標(biāo)為（﹣2L，﹣L）的點(diǎn)以速度υ0沿+x方向射出，恰好經(jīng)過原點(diǎn)O處射入?yún)^(qū)域I又從M點(diǎn)射出區(qū)域I（粒子的重力忽略不計(jì)）．

（1）求第三象限勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小；

（2）求區(qū)域I內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（3）如帶電粒子能再次回到原點(diǎn)O，問區(qū)域II內(nèi)磁場(chǎng)的寬度至少為多少？粒子兩次經(jīng)過原點(diǎn)O的時(shí)間間隔為多少？

【答案】（1）第三象限勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小是；

（2）區(qū)域I內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是；

（3）如帶電粒子能再次回到原點(diǎn)O，區(qū)域II內(nèi)磁場(chǎng)的寬度至少為（+1）L，粒子兩次經(jīng)過原點(diǎn)O的時(shí)間間隔為．

【解析】解：（1）帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，則有

水平方向：2L=v0t

豎直方向：

聯(lián)立解得，

（2）設(shè)到原點(diǎn)時(shí)帶電粒子的豎直分速度為vy

則

則粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度大小為，方向與x軸正向成45°

粒子進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由幾何知識(shí)可得軌跡半徑為

由洛倫茲力充當(dāng)向心力，則有

可解得：

（3）粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖．

在區(qū)域Ⅱ做勻速圓周的半徑為

帶電粒子能再次回到原點(diǎn)的條件是區(qū)域Ⅱ的寬度

粒子從O到M的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

粒子從M到N的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

粒子在區(qū)域Ⅱ中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

粒子兩次經(jīng)過原點(diǎn)O的時(shí)間間隔為

答：（1）第三象限勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小是；

（2）區(qū)域I內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是；

（3）如帶電粒子能再次回到原點(diǎn)O，區(qū)域II內(nèi)磁場(chǎng)的寬度至少為（+1）L，粒子兩次經(jīng)過原點(diǎn)O的時(shí)間間隔為．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一水平的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一滑塊，其質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連．調(diào)節(jié)細(xì)繩的長(zhǎng)度使每次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)處與勁度系數(shù)為k的彈簧接觸時(shí)小球恰好落地，測(cè)出每次彈簧的壓縮量x，如果在B點(diǎn)的正上方安裝一個(gè)速度傳感器，用來(lái)測(cè)定滑塊到達(dá)B點(diǎn)的速度，發(fā)現(xiàn)速度v與彈簧的壓縮量x成正比，作出速度v隨彈簧壓縮量x變化的圖象如圖乙所示，測(cè)得v－x圖象的斜率.在某次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)沒有開啟速度傳感器，但測(cè)出了A、B兩點(diǎn)間的距離為L，彈簧的壓縮量為x0，重力加速度用g表示，則：

(1)滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)，滑塊和小球組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為ΔEk＝____________，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為ΔEp＝______________，在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEk＝ΔEp則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．(用題中字母表示)

(2)在實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)測(cè)得M＝m＝1kg，彈簧的勁度系數(shù)k＝100N/m，并改變A、B間的距離L，作出的x2－L圖象如圖丙所示，則重力加速度g＝________m/s2.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法中正確的是________（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）

A．空氣中PM2.5顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)不屬于分子熱運(yùn)動(dòng)

B．某物體溫度升高，組成該物體的分子的平均動(dòng)能一定增大

C．云母片導(dǎo)熱性能各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則

D．空氣相對(duì)濕度越大，則空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓

E．由右圖分子力與分子距離關(guān)系圖可知分子間距減小時(shí)分子間引力增大、斥力減小，所以分子力表現(xiàn)為斥力

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，空間有相互平行、相距和寬度也都為L的I、II兩區(qū)域，I、II區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，I區(qū)域磁場(chǎng)向內(nèi)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，II區(qū)域磁場(chǎng)向外，大小待定。現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電粒子，從圖中所示的一加速電場(chǎng)中的MN板附近由靜止釋放被加速，粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后平行紙面與I區(qū)磁場(chǎng)邊界成45°角進(jìn)入磁場(chǎng)，然后又從I區(qū)右邊界成45°角射出。

(1)求加速電場(chǎng)兩極板間電勢(shì)差U，以及粒子在I區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1。

(2)若II區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度也是B0時(shí)，則粒子經(jīng)過I區(qū)的最高點(diǎn)和經(jīng)過II區(qū)的最低點(diǎn)之間的高度差是多少。

(3)為使粒子能返回I區(qū)，II區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足什么條件，粒子從左側(cè)進(jìn)入I區(qū)到從左側(cè)射出I區(qū)需要的最長(zhǎng)時(shí)間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根相距為d的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌位于水平xOy平面內(nèi)，左端接有阻值為R的電阻，其他部分的電阻均不計(jì)。在x>0的一側(cè)存在垂直xOy平面且方向豎直向下的磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度大小按B=kx規(guī)律變化（其中k是一大于零的常數(shù)）。一根質(zhì)量為m的金屬桿垂直跨擱在光滑的金屬導(dǎo)軌上，兩者接觸良好。當(dāng)t=0時(shí)直桿位于x=0處，其速度大小為v0，方向沿x軸正方向，在此后的過程中，始終有一個(gè)方向向左的變力F作用于金屬桿，使金屬桿的加速度大小恒為a，加速度方向一直沿x軸的負(fù)方向．求：

（1）金屬桿向右運(yùn)動(dòng)至t=0時(shí)刻時(shí)所在位置處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

（2）閉合回路中感應(yīng)電流持續(xù)的時(shí)間有多長(zhǎng)？

（3）當(dāng)金屬桿的速度為v0/2時(shí)，閉合回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？此時(shí)作用于金屬桿的外力F多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平地面上有一傾角為θ的光滑固定斜面，在斜面底端的正上方高度為h處平拋一小球A，同時(shí)在斜面底端一物塊B以某一初速度沿斜面上滑，當(dāng)其滑到最高點(diǎn)時(shí)恰好與小球A相遇，小球A和物塊B均視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，重力加速度為g，則下列判斷正確的是（　�。�

A. 物塊B沿斜面上滑的初速度為

B. 物塊B沿斜面上滑的高度 h

C. 小球A在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

D. 小球A水平拋出時(shí)的初速度為sinθcosθ

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)廢棄的空礦井，井口和井底都是水平的．井口和井底以及任意水平橫截面都是邊長(zhǎng)為a的正方形，四個(gè)側(cè)面墻壁都與水平面垂直．礦井的深度為H，如圖所示．在井口的一邊的中點(diǎn)A，以垂直于該側(cè)面墻壁的速度v水平拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球進(jìn)入礦井運(yùn)動(dòng)，空氣阻力忽略不計(jì)．在第（1）個(gè)問和第（3）個(gè)問中，g=9.8m/s，在第（2）個(gè)問中，重力加速度用g表示，且都保持不變．

（1）若H=4.9m，a=6m，小球不會(huì)與側(cè)面墻壁相碰就落到了井底，求小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、速度v的取值范圍．

（2）若H、a、v都是已知條件但具體數(shù)值未知，用所給的字母表示出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．

（3）若小球與側(cè)面墻壁的碰撞是一種非常理想的碰撞，每次碰撞都滿足：設(shè)撞擊墻壁前瞬間的速度為v1，如圖所示，類似于光的反射一樣，反彈的速度大小v2=v1，并且角度滿足圖示的情形，且碰撞時(shí)間極短．H=78.4m、a=5m、v=7m/s，求小球在落到井底之前能與側(cè)面墻壁碰撞的次數(shù)．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況。利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)。

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是_______（選填選項(xiàng)前的字母）。

A．直流電源 B．交流電源

（2）實(shí)驗(yàn)中，平衡摩擦力和其他阻力后，接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O。在紙帶上依次取A、B、C……若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T。測(cè)得A、B、C……各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x1、x2、x3……，如圖乙所示。

實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，拉力對(duì)小車做的功W=_________，打B點(diǎn)時(shí)小車的速度v=_________。

（3）以v2為縱坐標(biāo)，W為橫坐標(biāo)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的v2–W圖象。由此圖象可得v2隨W變化的表達(dá)式為_________________。根據(jù)功與能的關(guān)系，動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含v2這個(gè)因子；分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是_________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的xoy平面內(nèi)，以（0，R）為圓心，R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于xoy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（用B1表示，大小未知）；x軸下方有一直線MN，MN與x軸相距為），x軸與直線MN間區(qū)域有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E；在MN的下方有矩形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向外。電子a、b以平行于x軸的速度v0分別正對(duì)點(diǎn)、A（0，2R）點(diǎn)射入圓形磁場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)后都經(jīng)過原點(diǎn)O進(jìn)入x軸下方的電場(chǎng)。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e， ，不計(jì)電子重力。

（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大��；

（2）若電場(chǎng)沿y軸負(fù)方向，欲使電子a不能到達(dá)MN，求的最小值；

（3）若電場(chǎng)沿y軸正方向， ，欲使電子b能到達(dá)x軸上且距原點(diǎn)O距離最遠(yuǎn)，求矩形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案