如圖所示,勻強電場方向豎直向上,勻強磁場方向水平且垂直紙面向里,有兩個帶電小球a和b,a恰能在垂直于磁場方向的豎直平面內(nèi)做半徑r=0.8 m的勻速圓周運動,b恰能以v=2 m/s的水平速度在垂直于磁場方向的豎直平面內(nèi)向右做勻速直線運動.小球a、b質(zhì)量ma=10 g,mb=40 g,電荷量qa=1×10-2C,qb= 2×10-2C,g=10m/s2。求:
(1)小球a和b分別帶什么電?電場強度E與磁感應(yīng)強度B的大?
(2)小球a做勻速周周運動繞行方向是順時針還是逆時針?速度大小va是多大?
(3)設(shè)小球b的運動軌跡與小球a的運動軌跡的最低點相切,當(dāng)小球a運動到最低點即切點時小球b也同時運動到切點,a、b相碰后合為一體,設(shè)為c,在相碰結(jié)束的瞬間,c的加速度ac=?
(1)小球a在互相垂直的勻強電場和勻強磁場中做勻速圓周運動,電場力和重力的合力為零,電場力方向向上,所以小球a帶正電,且有
mag=qaE··································································①
E="10 N" / C································································②
小球b做勻速直線運動,合力為零,帶正電,且有
mbg=qbvB+qbE·····························································③
B=5T·····································································④
(2)小球a做勻速圓周運動繞行方向是逆時針方向。

······························································⑤
va="4 m" / s·································································⑥
(3)a、b相碰前速度方向相同,設(shè)碰后的共同速度為vc,則
ma va+mb v=(ma+mb) vc······················································⑦
vc="2.4 m" / s································································⑧
由牛頓第二定律得
mcac=qcE+qc vcBme·····················································⑨
mc=ma+mb
qc=(qa+qb)
解得ac="3.2 m" / s2··························································⑩
評分標(biāo)準(zhǔn):本題滿分18分。其中判斷a、b帶電性質(zhì)各1分,a繞行方向1分,①式2分,②式1分,③式2分,④式1分,⑤式2分,⑥式1分,⑦式2分,⑧式1分,⑨式2分,⑩式1分。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

有一個帶正電的小球,質(zhì)量為m、電量為q,靜止在固定的絕緣支架上.現(xiàn)設(shè)法給小球一個瞬時的初速度υ0使小求水平飛出,飛出時小球的電量沒有改變.同一豎直面內(nèi),有一個豎直固定放置的圓環(huán)(圓環(huán)平面保持水平),環(huán)的直徑略大于小球直徑,如圖所示.要使小球能準(zhǔn)確進(jìn)入圓環(huán),可在空間分布勻強電場或勻強磁場(勻強電場和勻強磁場可單獨存在,也可同時存在),請設(shè)計兩種分布方式,并求出:
(1)相應(yīng)的電場強度E或磁感應(yīng)強度B的大小和方向;
(2)相應(yīng)的小球到圓環(huán)的時間t .
(若加勻強電場,則勻強電場限制在豎直面內(nèi);若加勻強磁場,則勻強磁場限制在垂直紙面情況.已知υ0,小球受重力不能忽略)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

電子產(chǎn)品制作車間里常常使用電烙鐵焊接電阻器和電容器等零件,技術(shù)工人常將電烙鐵和一個白熾燈串聯(lián)使用,電燈還和一只開關(guān)并聯(lián),然后再接到市電上(如圖),下列說法正確的是(     )
A.開關(guān)接通時比開關(guān)斷開時消耗的總功率大
B.開關(guān)接通時,電燈熄滅,只有電烙鐵通電,可使消耗的電功率減小
C.開關(guān)斷開時,電燈發(fā)光,電烙鐵也通電,消耗的總功率增大,但電烙鐵發(fā)熱較少
D.開關(guān)斷開時,電燈發(fā)光,可供在焊接時照明使用,消耗總功率減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖16所示,在分別為的兩個相鄰的條形區(qū)域中分別有勻強磁場和勻強電場,磁場方向垂直于紙面向里,電場方向與電、磁場分界線平行向右。一帶正電的粒子以速率v從磁場區(qū)域的上邊界的P點向下成θ=60º射入磁場,然后以垂直于電、磁場分界線的方向進(jìn)入電場,最后從電場邊界上的Q點射出。已知PQ垂直于電場方向,不計重力。求電場強度和磁感應(yīng)強度大小之比,以及粒子在磁場與電場中運動的時間之比。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一理想變壓器的原線圈匝數(shù)n1=1000匝,副線圈匝數(shù)n2=200匝,交變電壓u=220sinl00πt(V),電阻R=88,交流電壓表和交流電流表對電路的影響可忽略不計,則
A.電流表Al的示數(shù)為0.1AB.電壓表V1的示數(shù)為311V
C.電流表A2的示數(shù)為1.0AD.電壓表V2的示數(shù)為44V

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

電量為q質(zhì)量為m的負(fù)粒子,由靜止從電場邊界上O點進(jìn)入如圖所示的電場、磁場,電場強度為E,磁感強度為B,電場寬度為L,磁場足夠大。(不計帶電粒子重力)
1)求帶電粒子從O點出發(fā)后第一次到達(dá)電磁場邊界時的速度;
2)求帶電粒子從O點出發(fā)后到第二次到達(dá)電磁場邊界時的時間;
3)求帶電粒子從O點出發(fā)后到第三次到達(dá)電磁場邊界過程中經(jīng)過的路程;
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

在地面上方的真空室內(nèi),存在勻強電場和勻強磁場。已知電場強度和磁感應(yīng)強度的方向是相同的,電場強度的大小E ="4N/c,B=" 0.15T。今有一個帶負(fù)電的質(zhì)點以v = 20m/s的速度在此區(qū)域內(nèi)沿垂直于電場強度方向做勻速直線運動,求此帶電質(zhì)點的電量與質(zhì)量之比q/m以及磁場的所有可能方向。(g=9.8m/s2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

在如圖所示的直角坐標(biāo)系中,一、四象限存在垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,二、三象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強電場。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為q的帶點粒子從x軸負(fù)半軸上坐標(biāo)為(-x , 0 )的位置出發(fā)開始運動,速度大小為v0,方向沿x軸正方向,粒子只受電場和磁場力的作用。若要粒子能夠回到出發(fā)點,電場強度應(yīng)為多大?粒子需多長時間回到出發(fā)點?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(12分)如圖所示,在紙平面內(nèi)建立如圖所示的直角坐標(biāo)系xoy,在第一象限的區(qū)域存在沿y軸正方向的勻強電場,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為e的電子從第一象限的某點P)以初速度v0沿x軸的負(fù)方向開始運動,經(jīng)過軸上的點Q)進(jìn)入第四象限,先做勻速直線運動然后進(jìn)入垂直紙面的矩形勻強磁場區(qū)域,其左邊界和上邊界分別與y、x軸重合,電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好經(jīng)過坐標(biāo)原點O并沿y軸的正方向運動,不計電子的重力。求
(1)電子經(jīng)過Q點的速度;
(2)該勻強磁場的磁感應(yīng)強度;
(3)該勻強磁場的最小面積S。

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