2.如圖所示,在x>0,y>0區(qū)域內(nèi)有平行于xy平面的勻強(qiáng)電場和垂直xy平面的勻強(qiáng)磁場.現(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿某一方向以一定的初動(dòng)能入射,在電場和磁場的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),先后經(jīng)過A(8,6)、B(12,18)兩點(diǎn)時(shí),動(dòng)能分別為初動(dòng)能的0.6倍和0.4倍.不計(jì)重力的影響.
(1)確定電場強(qiáng)度的方向;
(2)若粒子的電荷量為-2×10-7C,初動(dòng)能為1×10-5J,求電場強(qiáng)度的大。

分析 (1)應(yīng)用動(dòng)能定理得到從O到A和從O到B電場力做的功的比值,進(jìn)而得到電場的方向;
(2)根據(jù)(1)中電場的方向,求得從O到A電場力做功的表達(dá)式,進(jìn)而由動(dòng)能定理,通過初動(dòng)能求解得到電場強(qiáng)度.

解答 解:(1)粒子運(yùn)動(dòng)過程中只受電場力和洛倫茲力的作用,且只有電場力做功,那么,由粒子在A、B兩點(diǎn)的動(dòng)能分別為初動(dòng)能的0.6倍和0.4倍可知:
粒子從O到A電場力做功為-0.4Ek0,粒子從O到B電場力做功為-0.6Ek0,那么設(shè)電場強(qiáng)度為(a,b),則有
-q(8a+6b)=-0.4Ek0,-q(12a+18b)=-0.6Ek0,所以,$\frac{8a+6b}{12a+18b}=\frac{2}{3}$,所以,b=0,那么,電場方向沿x軸方向;
又有負(fù)電荷沿x軸正向做負(fù)功,所以,電場方向沿x軸正方向;
(2)若粒子的電荷量為-2×10-7C,初動(dòng)能為1×10-5J,那么,電荷從O到A電場力做功為-0.4Ek0,即qEx=-0.4Ek0,
所以,$E=\frac{-0.4{E}_{k0}}{qx}=\frac{-0.4×1×1{0}^{-5}}{-2×1{0}^{-7}×8×1{0}^{-2}}V/m=250V/m$;
答:(1)電場強(qiáng)度的方向?yàn)檠豿軸正方向;
(2)若粒子的電荷量為-2×10-7C,初動(dòng)能為1×10-5J,則電場強(qiáng)度的大小為250V/m.

點(diǎn)評(píng) 物體運(yùn)動(dòng)過程中,若物體做功情況較簡單,則通常應(yīng)用動(dòng)能定理來求解物體運(yùn)動(dòng)過程的狀態(tài)量.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.如圖所示,光滑的絕緣金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分,O點(diǎn)為圓弧的圓心.兩金屬軌道之間的寬度為0.5m,軌道之間存在勻強(qiáng)磁場,方向如圖,大小為0.5T.質(zhì)量為0.05kg、長為1m的金屬細(xì)桿置于金屬軌道上的M點(diǎn).當(dāng)在金屬細(xì)桿內(nèi)通以電流強(qiáng)度為2A的恒定電流時(shí),金屬細(xì)桿可以沿桿向右由靜止開始運(yùn)動(dòng).已知N、P為導(dǎo)軌上的兩點(diǎn),ON豎直、OP水平,且$\overline{MN}$=$\overline{OP}$=1m,g取10m/s2,則( 。
A.金屬細(xì)桿開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為10m/s2
B.金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度大小為5 m/s
C.金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小為10 m/s2
D.金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)對(duì)每一條軌道的作用力大小為0.75 N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

2.在“測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中:

(1)小張將實(shí)驗(yàn)器材正確放置后,進(jìn)行器材的連線,如圖(甲)所示,在閉合開關(guān)S前請(qǐng)老師檢查電路,老師指出圖中標(biāo)示的六根連線有一處不合理,不合理的連線是④(填“①”、“②”、“③”、“④”、“⑤,或“⑥”);
(2)閉合開關(guān)S后,緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片至某一位置時(shí),電壓表指針如圖(乙)所示,則電壓表的示數(shù)為1.23V.
(3)小張手上有新舊干電池各一節(jié),為了找出舊電池,他分別用新舊兩節(jié)干電池做上述實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫了兩條U-I圖象如圖(丙)所示.已知舊電池的內(nèi)阻大于新電池,但電動(dòng)勢相差不大,據(jù)此可判定圖線
a(填“a”或“b”)所代表的是舊電池,并由圖得到該舊電池的電動(dòng)勢為1.47V.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計(jì)相連,靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地,以E表示兩板間的電場強(qiáng)度,θ表示靜電計(jì)指針的偏角.若保持下極板不動(dòng),將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置,則( 。
A.θ增大,E增大B.θ增大,E不變C.θ減小,E增大D.θ減小,E不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.如圖所示,在水平地面上O點(diǎn)正上方不同高度的A、B兩點(diǎn)分別水平拋出一小球,如果兩球均落在同一點(diǎn)C上,則兩小球( 。
A.落地的速度大小可能相等B.落地的速度方向可能相同
C.落地的時(shí)間可能相等D.拋出時(shí)的速度可能相同

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.如圖甲所示,兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距為L,兩導(dǎo)軌的上端接有阻值R的電阻.虛線OO′下方有垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)將質(zhì)量m、電阻為r的金屬桿ab,從OO′上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸,且始終保持水平,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻,重力加速度為g.已知金屬桿下落過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示.求:

(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度v0為多大?
(2)金屬桿下落了高度h0時(shí)的速度v為多大?
(3)金屬桿下落高度h0的過程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量Q為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

14.一人坐在雪橇上,從靜止開始沿著高度為15m的斜坡滑下,到達(dá)底部時(shí)速度為10m/s.人和雪橇的總質(zhì)量為60kg,下滑過程中克服阻力做的功等于多少(g取10m/s2).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.如圖所示,足夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN與PQ平行且間距為L,導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直,導(dǎo)軌電阻不計(jì),質(zhì)量為m的金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸,ab棒接入電路的電阻為R,當(dāng)ab棒下滑s位移時(shí),恰好達(dá)到最大速度,在ab棒沿導(dǎo)軌下滑的過程中( 。
A.金屬棒a端電勢低,b端電勢高
B.金屬棒下滑的最大速度為$\frac{mgRsinθ}{{{B^2}{L^2}}}$
C.金屬棒從開始運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大速度的過程中通過金屬棒某一截面的電荷量為$\frac{BLs}{R}$
D.金屬棒從開始運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大速度的過程中金屬棒產(chǎn)生的熱量為mgssinθ-$\frac{{{m^2}{g^2}{R^2}{{sin}^2}θ}}{{{B^4}{L^4}}}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.如圖所示,兩根等高光滑的$\frac{1}{4}$圓弧軌道,半徑為r、間距為L,軌道電阻不計(jì).在軌道頂端連有一阻值為R的電阻,整個(gè)裝置處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)有一根長度稍大于L、電阻不計(jì)的金屬棒從軌道最低位置cd開始,在拉力作用下以初速度v0向右沿軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)至ab處,則該過程中( 。
A.通過R的電流方向?yàn)橛蓛?nèi)向外B.通過R的電流方向?yàn)橛赏庀騼?nèi)
C.流過R的電量為$\frac{πBLr}{2R}$D.R上產(chǎn)生的熱量為$\frac{{{{πrB}^{2}L}^{2}v}_{0}}{4R}$

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案