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在水平光滑的絕緣桌面內建立如圖所示的直角坐標系xOy,將第1、II象限稱為區(qū)域一,第Ⅲ、Ⅳ象限稱為區(qū)域二,其中一個區(qū)域內有勻強電場,另一個區(qū)域內有大小為2×10-2T、方向垂直桌面的勻強磁場,把一個比荷為 C/kg的正電荷從坐標為(0,-1)的A點處由靜止釋放,電荷以一定的速度從坐標為(1,0)的C點第一次經x軸進入區(qū)域一,經過一段時間,從坐標原點O再次回到區(qū)域二.

(1)指出哪個區(qū)域存在電場、哪個區(qū)域存在磁場,以及電場和磁場的方向.
(2)求電場強度的大。
(3)求電荷第三次經過x軸的位置.
(1)(1)區(qū)域一是磁場,方向垂直紙面向里, 區(qū)域二是電場,方向由A指向C。
(2) (3)電荷第三次經過x軸上的點坐標為(8,0)
(1)區(qū)域一是磁場,方向垂直紙面向里, 區(qū)域二是電場,方向由A指向C。
……………………………………………共4分,場區(qū)及方向正確的每項給1分
(2)設電場強度的大小為E,電荷從C點進入區(qū)域一的速度為v。
從A到C電荷做初零的勻加速直線運動,且過C點時速度方向與+x軸方向成45°角,有 …………………………………2分
電荷進入區(qū)域一后,在洛侖茲力的作用下做勻速圓周運動,運動軌跡如圖,

有: ………………2分
由題意及幾何關系:

  …………………………2分
可得:     …………      3分
(3)電荷從坐標原點O第二次經過x軸進入區(qū)域二,速度方向與電場方向垂直,電荷在電場中做類平拋運動,設經過時間t電荷第三次經過x軸,有:
  ………………………………2分
解得  …………………………1分
所以: …………………………2分
即電荷第三次經過x軸上的點坐標為(8,0)………………………… 1分
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖11所示,在水平地面上方有正交的勻強電場和勻強磁場,勻強電場方向豎直向下,勻強磁場方向水平向里,F(xiàn)將一個帶正電的金屬小球從M點以初速度v0水平拋出,小球著地時的速度為v1,在空中的飛行時間為t1。若將磁場撤除,其它條件均不變,那么小球著地時的速度為v2,在空中飛行的時間為t2。小球所受空氣阻力可忽略不計,則關于v1和v2、t1和t2的大小比較,以下判斷正確的是(  )
A.v1=v2B.v1<v2C.t1<t2D.t1>t2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在光滑絕緣水平面上有直角坐標系xoy,將半徑為R=0.4m,內徑很小、內壁光滑、管壁極薄的圓弧形絕緣管AB水平固定在第二象限內,它的A端和圓心都在y軸上,B端在x軸上,與y軸負方向夾角θ=60º。在坐標系的第一、四象限不同區(qū)域內存在著四個垂直于水平面的勻強磁場, a、b、c為磁場的理想分界線,它們的直線方程分別為;在a、b所圍的區(qū)域Ⅰ和b、c所圍的區(qū)域Ⅱ內的磁感應強度分別為、,第一、四象限其它區(qū)域內磁感應強度均為。當一質量m =1.2×10﹣5、電荷量q =1.0×10﹣6C,直徑略小于絕緣管內徑的帶正電小球,自絕緣管A端以v =2.0×10﹣2 m/s的速度垂直y軸射入管中,在以后的運動過程中,小球能垂直通過c、a,并又能以垂直于y軸的速度進入絕緣管而做周期性運動。求:
(1)的大小和方向;
(2)的大小和方向;
(3)在運動的一個周期內,小球在經過第一、四象限的過程中,在區(qū)域Ⅰ、Ⅱ內運動的時間與在區(qū)域Ⅰ、Ⅱ外運動的時間之比。 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在平行板電容器的兩板之間,存在相互垂直的勻強磁場和勻強電場,磁感應強度B1=0.40T,方向垂直紙面向里,電場強度E=2.0×105V/m,PQ為板間中線.緊靠平行板右側邊緣xOy坐標系的第一象限內,有垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應強度B2=0.25T,磁場邊界AO和y軸的夾角∠AOy=45°.一束帶電量q=8.0×10-19C的同位素正離子從P點射入平行板間,沿中線PQ做直線運動,穿出平行板后從y軸上坐標為(0,0.2m)的Q點垂直y軸射入磁場區(qū),離子通過x軸時的速度方向與x軸正方向夾角在45°~90°之間,不計離子重力,求:

(1)離子運動的速度為多大?
(2)x軸上被離子打中的區(qū)間范圍?
(3)離子從Q運動到x軸的最長時間?
(4)若只改變AOy區(qū)域內磁場的磁感應強度大小,使離子都不能打到x軸上,磁感應強度大小B2´應滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,兩平行的、間距為d的光滑金屬導軌b1b2b3b4、c1c2c3c4分別固定在豎直平面內,整個導軌平滑連接,b2b3、c2c3位于同一水平面(規(guī)定該水平面的重力勢能為零),其間有一邊界為b2b3c3c2、方向豎直向上的勻強磁場,磁感應強度大小為B,導軌兩端均連有電阻為R的白熾燈泡。一長為d的金屬桿PN與兩導軌接觸良好,其質量為m、電阻為。若金屬桿從導軌左側某一位置開始以初速度v0滑下,通過磁場區(qū)域后,再沿導軌右側上滑至其初始位置高度一半時速度恰為零,此后金屬桿做往復運動。金屬桿第一次通過磁場區(qū)域的過程中,每個燈泡產生的熱量為Q,重力加速度為g,除金屬桿和燈泡外其余部分的電阻不計。求:
(1)金屬桿第一次通過磁場區(qū)域的過程中損失的機械能;
(2)金屬桿初始位置的高度;
(3)金屬桿第一次剛進入磁場區(qū)域時加速度的大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,光滑的長平行金屬導軌寬度d=50cm,導軌所在的平面與水平面夾角=37°,導軌上端電阻R=0.8?,其他電阻不計,導軌放在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度B=0.4T。金屬棒ab從上端由靜止開始下滑,金屬棒ab的質量m=0.1kg。  (sin37°=0.6,g=10m/s2)

(1)求導體棒下滑的最大速度;
(2)求當速度達到5m/s時導體棒的加速度;

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列有關電磁學知識的幾句說法,正確的是
A.最先提出畫電場線來形象直觀表示電場的物理學家是法拉第
B.同一電荷位于同一電場中電勢高處其電勢能大,電勢低處其電勢能小
C.磁場中某點磁感強度的方向就是正電荷在該點所受洛倫茲力的方向
D.磁通量的國際單位是韋伯

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在某一空間同時存在相互正交的勻強電場和勻強磁場,勻強電場的方向豎直向上,磁場方向垂直紙面向里,如圖所示。兩個帶電液滴在此復合場中恰好都能在豎直平面內做勻速圓周運動,則(   )
A.它們的運動周期一定相等
B.它們的圓周運動方向可能相反
C.若它們的動量大小相等,軌道半徑就一定相等
D.若它們的動能相等,軌道半徑就一定相等

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示是等離子體發(fā)電機的示意圖,平行金屬板間的勻強磁場的磁感應強度B=0.5T,兩板間距離為0.2m,要使輸出電壓為220V,則
(1)確定上極板所帶電荷的電性
(2)求等離子體垂直射入磁場的速度大小

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