【題目】設(shè)空間存在三個(gè)相互垂直的已知場(chǎng)如圖甲所示，電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和重力加速度為g的重力場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球在此空間做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

(1)若小球僅在xOz平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，如圖乙所示，求此時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的速度大小；

(2)在(1)的情況下，若小球經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O時(shí)，撤去磁場(chǎng)，求小球再次回到x軸時(shí)沿x方向的位移大�。�

(3)若在某一時(shí)刻，電場(chǎng)和磁場(chǎng)突然全部消失，己知此后該質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小動(dòng)能為其初始動(dòng)能(即電場(chǎng)和磁場(chǎng)剛要消失時(shí)的動(dòng)能)的，試求此小球初始時(shí)運(yùn)動(dòng)的速度大小。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

（1）由分析可知小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)對(duì)質(zhì)點(diǎn)作用力的合力為零

所以：

解得：

（2）方法一：撤去磁場(chǎng)后小球在xOz平面內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)沿x軸的方向位移為x，速度方向與x軸正方向夾角為，小球加速度為，則有：

，

沿速度方向，小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，

垂直于速度方向，小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

解得：

方法二：設(shè)小球沿x軸方向的分速度為，沿z軸方向的分速度為，沒有撤去磁場(chǎng)時(shí)，有：

，

，

撤去磁場(chǎng)后，小球在z軸方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，返回時(shí)間

小球在y方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

（3）小球運(yùn)動(dòng)的速度在三個(gè)坐標(biāo)軸上均有分量，設(shè)小球的速度大小為，它在坐標(biāo)系中的三個(gè)分量分別為，，，由題，小球在三個(gè)方向均作勻速直線運(yùn)動(dòng)，由（2）可知

，

顯然，電場(chǎng)和磁場(chǎng)消失后，粒子僅在重力作用下運(yùn)動(dòng)，，保持不變，減小，當(dāng)等于0時(shí)，粒子的動(dòng)能最小，最小動(dòng)能：

根據(jù)題意有：

解得：

所以粒子的初速度為。

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】(1)一同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”，部分實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成有關(guān)內(nèi)容：

A．將一根橡皮筋的一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端拴上兩根細(xì)線。

B．其中一根細(xì)線掛上5個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖甲所示，記錄O點(diǎn)的位置和___________．

C．將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細(xì)線上掛上4個(gè)和3個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，用兩光滑硬棒B、C使兩細(xì)線互成角度，如圖乙所示，小心調(diào)整B、C的位置，使__________，并記錄兩個(gè)細(xì)繩的方向．

(2)在(1)問(wèn)中，如果“力的平行四邊形定則”得到驗(yàn)證，那么圖乙中cosβ：cosα=______。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用下圖甲所示器材測(cè)量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因素。

實(shí)驗(yàn)步驟：

①用彈簧秤測(cè)量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G；

②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過(guò)水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連，如圖所示。在A端向右水平拉動(dòng)木板，待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F；

③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復(fù)步驟①②；

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

次數(shù)

力

1

2

3

4

5

6

G/N

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

F/N

0.59

0.83

0.99

1.22

1.37

1.61

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙坐標(biāo)紙上作出F－G圖線___________。

（2）由圖線求得滑塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(保留兩位有效數(shù)字)。

（3）在A端向右水平拉動(dòng)木板速度的大小對(duì)動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量____________（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）產(chǎn)生影響。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，空間有一豎直向下沿x軸方向的靜電場(chǎng)，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小按E＝kx分布(x是軸上某點(diǎn)到O點(diǎn)的距離)，。x軸上，有一長(zhǎng)為L的絕緣細(xì)線連接A、B兩個(gè)小球，兩球質(zhì)量均為m，B球帶負(fù)電，帶電荷量為q，A球距O點(diǎn)的距離為L。兩球現(xiàn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)兩球之間的靜電力作用。

(1)求A球的帶電荷量qA；

(2)剪斷細(xì)線后，求B球的最大速度vm。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“測(cè)定金屬絲電阻率”的實(shí)驗(yàn)中

(1)某實(shí)驗(yàn)小組所測(cè)量金屬絲的直徑的示數(shù)如圖甲所示，則它的讀數(shù)是___________mm。

(2)已知實(shí)驗(yàn)所用金屬絲電阻約為5Ω。為更精確地測(cè)量其阻值，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如乙圖電路，滑動(dòng)變阻器阻值范圍為0-10Ω，電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約20kΩ。電源為干電池(不宜在長(zhǎng)時(shí)間、大功率狀況下使用)，電動(dòng)勢(shì)E=4.5V，內(nèi)阻很小。為使電路達(dá)到最佳測(cè)量效果，圖乙中電壓表應(yīng)接到___________(選填“A”或“B”)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，開關(guān)S1應(yīng)處于___________(選填“閉合”或“斷開”)狀態(tài)，若測(cè)得電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，金屬絲長(zhǎng)為l，直徑為D，則此金屬絲電阻率ρ=___________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,皮帶在輪、，帶動(dòng)下以速度v勻速轉(zhuǎn)動(dòng),皮帶與輪之間不打滑.皮帶AB段長(zhǎng)為L,皮帶輪左端B處有一光滑小圓弧與一光滑斜面相連接.物體無(wú)初速放上皮帶右端后,能在皮帶帶動(dòng)下向左運(yùn)動(dòng),并滑上斜面.己知物體與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,且，為重力加速度，求:

（1）若物體無(wú)初速放上皮帶的右端A處,則其運(yùn)動(dòng)到左端B處的時(shí)間.

（2）物體無(wú)初速的放上皮帶的不同位置,則其沿斜面上升的最大高度也不同.設(shè)物體放上皮帶時(shí)離左端B的距離為x,請(qǐng)寫出物體沿斜面上升最大高度h與x之間的關(guān)系,并畫出圖象.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，球半徑為R的玻璃球冠的底面鍍銀，底面的半徑為R，在過(guò)球心O且垂直于底面的平面（紙面）內(nèi)，有一與底面垂直的光線射到玻璃球冠上的M點(diǎn)，該光線的延長(zhǎng)線恰好過(guò)底面邊緣上的A點(diǎn)，經(jīng)M點(diǎn)折射后的光線照射到底面的N點(diǎn)上，且BN=MN，已知光在真空中的傳播速度為c. 求：

①玻璃球冠的折射率；

②該光線在玻璃球冠的傳播時(shí)間（不考慮光在玻璃球冠中的多次反射）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在該區(qū)域中，有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，bd過(guò)圓心沿水平方向。已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等�，F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放。下列判斷正確的是（ ）

A. 小球能越過(guò)與O等高的d點(diǎn)并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動(dòng)

B. 當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，洛侖茲力不是最大

C. 小球從a點(diǎn)到b點(diǎn)，重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能增大

D. 小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電勢(shì)能增大，動(dòng)能增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)，直線MO與水平線PQ相交于O，二者夾角θ=30°，在MOP范圍內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，MOQ上方的某個(gè)區(qū)域有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，O點(diǎn)處在磁場(chǎng)的邊界上，現(xiàn)有一群質(zhì)量為m、電量為+q的帶電粒子在紙面內(nèi)以大小不等的速率v（v≤v0）垂直于MO從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，所有粒子通過(guò)直線MO時(shí)，速度方向均平行于PQ向左，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用力。求：

（1）速度最大的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

（2）速度最大的粒子打在水平線POQ上的位置離O點(diǎn)的距離；

（3）磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。

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