分析 (1)帶電粒子在復(fù)合場中做圓周運動,一定滿足電場力與重力平衡,洛侖茲力充當(dāng)向心力;
(2)由洛侖茲力充當(dāng)向心力,結(jié)合幾何關(guān)系可求得最終的速度方向和大小;
(3)PQ碰撞過程動量守恒,由動量守恒定律可求得碰后的速度,再由牛頓第二定律可求得P離開時的位置.
解答 解:(1)P進入電、磁場后,受電場力、重力、洛倫茲力三力作用做勻速圓周運動
可見電場力與重力大小相等方向相反,兩力平衡
相當(dāng)于P在電、磁場中只受洛侖茲力作用,洛侖茲力等于向心力
所以電場力F=qE=G=mg=0.3N
解得:E=20 N/C
(2)P在磁場中受洛倫茲力提供P作圓周運動的向心力故有qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$;
得P做圓周運動的半徑R=$\frac{mv}{Bq}$;
周期T=$\frac{2πm}{Bq}$
代入數(shù)據(jù)得T=12s
由已知條件,有t=4.0s=$\frac{T}{12}$+$\frac{T}{4}$
故如下圖所示:
P的軌跡圓心角θ=30°
由右圖可知,軌跡半徑R+Rsin30°=0.6m
所以R=0.4m
結(jié)合①式得v=0.2m/s;
方向:與磁場上邊界夾角為60°
(3)P和Q碰撞時,有mv0=mv+mQvQ
代入數(shù)據(jù)可解得vQ=0.6m/s
碰撞后Q水平方向只受摩擦力作用,應(yīng)用牛頓第二定律,有μmg=ma得
a=0.8m/s2
因為Q在摩擦力作用下做勻減速直線運動,取速度為正方向,故加速度a=-0.8m/s2
則Q停下前運動時間t′=$\frac{0-v}{a}$=$\frac{0-0.6}{-0.8}$=0.75s
由于t′<t=4s,說明P離開電、磁場時,Q已經(jīng)停下
故位移x═$\frac{0-{v}^{2}}{2a}$=$\frac{0-0.{6}^{2}}{2×(-0.8)}$=0.225m
即Q停留在右方距初始位置0.225m處.
答:(1)通過受力分析判斷碰后P球在電、磁場中做勻速圓周運動;
(2)P從電、磁場中出來時的速度v=0.2m/s;
(3)P從電、磁場中出來的時刻,Q停留在右方距初始位置0.225m處.
點評 本題綜合考查動量守恒、帶電粒子在復(fù)合場中的運動及牛頓第二定律等,關(guān)鍵在于正確分析題意及物理過程,將其分解為若干小的問題進行處理,同時注意掌握各過程之間的關(guān)系.
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 實驗中能產(chǎn)生三種頻率的譜線 | |
B. | 波長最長的光子具有的能量為1.89eV | |
C. | 頻率最高的光子具有的能量為12.5eV | |
D. | 電子撞擊后的動能一定為2.3eV |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 電表V1示數(shù)不變,V2示數(shù)減小 | B. | 電表A1示數(shù)增大、A2示數(shù)增大 | ||
C. | 原線圈輸入功率減小 | D. | 電阻R1兩端的電壓減小 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | “嫦娥三號”探月衛(wèi)星勻速飛行的速度為$\frac{2πNR}{t}$ | |
B. | 月球的平均密度為$\frac{3πM{N}^{2}}{g{r}^{2}{t}^{2}}$ | |
C. | “嫦娥三號”探月衛(wèi)星的質(zhì)量為$\frac{4{π}^{2}{N}^{2}{r}^{3}}{g{R}^{2}{t}^{2}}$ | |
D. | “嫦娥三號”探月衛(wèi)星繞月球表面勻速飛行的向心加速度為$\frac{4{π}^{2}{N}^{2}r}{{t}^{2}}$ |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 在t1~t2時間內(nèi),a車加速度先減小后增大 | |
B. | 在t1~t2時間內(nèi),a車的位移比b車的小 | |
C. | t2時刻可能是b車追上a車 | |
D. | t1時刻前的某一時刻兩車可能相遇 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 帶電圓環(huán)在B點產(chǎn)生的場強方向豎直向上 | |
B. | 小球從A點運動到B點的過程中電場力一直做負功 | |
C. | 小球從A點運動到B點的過程中通過O點時速度最大 | |
D. | 小球通過B點時的速度為$\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+4gh}$ |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 中性面位置穿過線框的磁通量為零 | |
B. | 線框中產(chǎn)生交變電壓的有效值為500$\sqrt{2}$V | |
C. | 變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為25:22 | |
D. | 允許變壓器輸出的最大功率為5000W |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:填空題
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com