(17分)
如圖所示,在x軸上方有水平向左的勻強電場,電場強度為E1;下方有豎直向上的勻強電場,電場強度為E2,且。在x軸下方的虛線(虛線與茗軸成45°角)右側(cè)有垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B。有一長為L的輕繩一端固定在第一象限內(nèi)的O′點,且可繞O′點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動;另一端拴有一質(zhì)量為m的小球,小球帶電量為+q。OO′與x軸成45°角,其長度也為L。先將小球放在O′點正上方,從繩恰好繃直處由靜止釋放,小球剛進(jìn)人有磁場的區(qū)域時將繩子斷開。
試求:
(1)繩子第一次剛拉直還沒有開始繃緊時小球的速度大小;
(2)小球剛進(jìn)入有磁場的區(qū)域時的速度大小;
(3)小球從進(jìn)入有磁場的區(qū)域到第一次打在x軸上經(jīng)過的時間。
(1)
(2)
(3)

(1)小球一開始受到的合力為,做勻加速直線運動。設(shè)繩子第一次剛拉直還沒有開始繃緊時小球的速度大小為v。根據(jù)動能定理可得:
…………………………………………①(2分)
解得:………………………②(1分)
(2)設(shè)繩子剛繃緊后小球速度大小為v2,則進(jìn)入有磁場的區(qū)域時速度的大小為v3則:

………………………③(2分)
根據(jù)動能定理可得:

……………………………………④(2分)
聯(lián)立②③④式解得:
……………⑤(2分)
(3)帶電小球垂直于磁場邊界進(jìn)入有磁場的區(qū)域,做勻速圓周運動,設(shè)軌道半徑為r。由牛頓第二定律可得:
……………………………………………………………………⑥(3分)
帶電小球運動半個圓周后,從磁場邊界射出有磁場的區(qū)域,然后做勻速直線運動,設(shè)勻速直線運動的距離為d。則: 
由幾何關(guān)系得:………………………………………………………⑦(2分)
設(shè)小球從進(jìn)入有磁場的區(qū)域到第一次打在戈軸上經(jīng)過的時間為t。則:
………………………………………………………………⑧(2分)
聯(lián)立⑥⑦⑧式解得:
……………………………………(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

(14分)如圖13所示,在平面直角坐標(biāo)系中,僅在第Ⅱ象限存在沿軸正方向的勻強電場,一質(zhì)量為,電荷量為,可視為質(zhì)點的帶正電粒子(重力不計)從軸負(fù)半軸處的M點,以初速度垂直于軸射入電場,經(jīng)軸上處的P點進(jìn)入第I象限。
(1)求電場強度的大小和粒子進(jìn)入第I象限的速度大小。
(2)現(xiàn)要在第I象限內(nèi)加一半輕適當(dāng)?shù)陌雸A形勻強磁場區(qū)域,使(1)問中進(jìn)入第I象限的粒子,恰好以垂直于軸的方向射出磁場。求所知磁場區(qū)域的半徑。要求;磁場區(qū)域的邊界過坐標(biāo)原點,圓心在一上,磁場方向垂直于從標(biāo)平面向外,磁感應(yīng)強度為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示的理想變壓器,原線圈接220 V交變電流,副線圈有中心抽頭,副線圈回路接負(fù)載電阻R。當(dāng)把開關(guān)S由l撥到2后(   )
A.副線圈中電流將增大
B.副線圈中電流將減小
C.原線圈中電流將增大
D.原線圈中電流將減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖3所示,兩塊平行金屬板中間有正交的勻強電場和勻強磁場,一個帶電粒子垂直于電場和磁場方向射入兩板間,不計重力,射出時它的動能減小了,為了使粒子動能增加,應(yīng)采取的辦法是: 
A.使粒子帶電性質(zhì)相反B.使粒子帶電量增加
C.使電場的場強增大D.使磁場的磁感應(yīng)強度增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

.如圖所示,一電子束垂直于電場線與磁感線方向入射后偏向A極板,為了使電子束沿射入方向做直線運動,可采用的方法是 
A.將變阻器滑動頭P向右滑動
B.將變阻器滑動頭P向左滑動
C.將極板間距離適當(dāng)減小
D.將極板間距離適當(dāng)增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,在NOQ范圍內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場I,在MOQ范圍內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場II,M、O、N在一條直線上,∠MOQ=60°。這兩個區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B。離子源中的離子(帶電量為+q,質(zhì)量為m)通過小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的加速電場區(qū)域(可認(rèn)為初速度為零),離子經(jīng)電場加速后通過小孔O2射出,從接近O點外進(jìn)入磁場區(qū)域I。離子進(jìn)入磁場的速度垂直于磁場邊界MN,也垂直于磁場。不計離子的重力。
(1)當(dāng)加速電場極板電壓U=U0,求離子進(jìn)入 
磁場中做圓周運動的半徑R;
(2)在OQ有一點P,P點到O點距離為L,當(dāng)加速電場極板電壓U取哪些值,才能保證離子通過P點。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,某一真空區(qū)域內(nèi)充滿勻強電場和勻強磁場,此區(qū)域的寬度d =" 8" cm,電場強度為E,方向豎直向下,磁感應(yīng)強度為B,方向垂直紙面向里,一電子以一定的速度沿水平方向射入此區(qū)域.若電場與磁場共存,電子穿越此區(qū)域時恰好不發(fā)生偏轉(zhuǎn);若射入時撤去磁場,電子穿越電場區(qū)域時,沿電場方向偏移量y =" 3.2" cm;若射入時撤去電場,電子穿越磁場區(qū)域時也發(fā)生了偏轉(zhuǎn).不計重力作用,求:

(1)電子射入時的初速度的表達(dá)式;(注:表達(dá)式不必代入具體數(shù)值,只保留字母符號)
(2)電子比荷的表達(dá)式;
(3)畫出電子穿越磁場區(qū)域時(撤去電場時)的軌跡并標(biāo)出射出磁場時的偏轉(zhuǎn)角;
(4)電子穿越磁場區(qū)域后(撤去電場時)的偏轉(zhuǎn)角。
  

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,abcd是一個正方形的盒子,在cd邊的中點有一個小孔e,盒子中存在著沿ad方向的勻強電場.一粒子源不斷地從a處的小孔沿ab方向向盒內(nèi)發(fā)射相同的帶電粒子,粒子的初速度為v0,經(jīng)電場作用后恰從e處的小孔射出.現(xiàn)撤去電場,在盒中加一方向垂直于紙面的勻強磁場(圖中未畫出),粒子仍恰好從e孔射出.(粒子的重力和粒子間的相互作用力均可忽略),則

(1)所加磁場的方向如何?
(2)電場強度E與磁感強度B的比值為多大?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

空間存在著勻強電場和勻強磁場,一個質(zhì)量為m、電量為-q的質(zhì)點,在位于東西方向的豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動,從南向北看去它是沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)的,速度大小為v.試確定電場強度E和磁感強度B的大小和方向.

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