20.如圖所示,空間存在著水平方向的相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,有一質(zhì)量為m,電荷量為+q的小球,以速度v0在圖示的豎直面內(nèi)沿直線從A點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動,直線AC與水平方向成45°角,重力加速度為g,下列說法正確的是( 。
A.帶電小球做勻減速直線運(yùn)動
B.帶電小球所受合力的方向與運(yùn)動方向相同
C.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=$\frac{\sqrt{2}mg}{q{v}_{0}}$
D.若將電場方向改為豎直向上(電場強(qiáng)度大小不變),帶電小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動,其軌道半徑為R=$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2g}$

分析 對小球受力分析可知,小球受到豎直向下的重力,沿電場線方向的電場力,斜向左上方與AC垂直的洛倫茲力,根據(jù)小球沿AC方向做直線運(yùn)動,結(jié)合受力情況可以判斷小球一定做勻速直線運(yùn)動,故小球所受合力為0.

解答 解:A、B、假設(shè)小球做變速運(yùn)動,重力和電場力不變,而洛倫茲力隨速度變化而變化,粒子將不能沿直線運(yùn)動,假設(shè)不成立,所以小球一定受力平衡做勻速直線運(yùn)動,故AB錯誤;
C、受力分析如圖所示,由直線AC與水平方向成45°角以及小球受力平衡可得:qvB=$\sqrt{2}$Eq=$\sqrt{2}$mg;故磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為:B=$\frac{\sqrt{2}mg}{q{v}_{0}}$,故C正確;
D、若將電場方向改為豎直向上,場強(qiáng)大小不變,則:電場力正好與重力平衡,小球相當(dāng)于只受洛倫茲力作用,根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得:qvB=$\sqrt{2}$mg=m$\frac{{v}^{2}}{R}$,可得:R=$\frac{{\sqrt{2}v}^{2}}{2g}$,故D錯誤.
故選:C

點(diǎn)評 本題考查受重力作用的帶電小球在電場與磁場中的運(yùn)動,要對小球進(jìn)行受力分析,明確每個力由哪些物理量來決定;解題的關(guān)鍵是要知道小球速度的變化會影響洛倫茲力,所以小球要做直線運(yùn)動就一定是勻速直線運(yùn)動.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

1.如圖所示,質(zhì)量m=9.8kg的木塊靜止于水平面上,現(xiàn)用大小為30N、方向與水平方向成θ=37°斜向上的拉力F拉動木塊,使木塊沿水平地面勻速滑行.取g=10m/s2,
(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求
(1)木塊對地面壓力的大小
(2)木塊與地面間的動摩擦因素μ

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.如圖所示,兩根粗糙程度均勻的平行金屬導(dǎo)軌,放置在斜面上.金屬棒與導(dǎo)軌垂直,電阻為R,其余電阻不計.磁場垂直斜面向上.當(dāng)金屬棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時,導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱等于( 。
A.重力做的功B.克服安培力做的功
C.重力與摩擦力做的功D.重力、摩擦與安培力做的功

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時,下列說法正確的是( 。
A.在任意時間內(nèi)位移的大小總是大于路程
B.在某一點(diǎn)的速度方向必定是該點(diǎn)軌跡的切線方向
C.在某一段時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)受到的合外力有可能為零
D.速度的方向與合外力的方向有可能在同一條直線上

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.質(zhì)量為1kg的小球以4m/s的速度與質(zhì)量為2kg的靜止小球正碰,關(guān)于碰后的速度v1′和v2′,下面哪些是可能正確的( 。
A.v1′=-2m/s,v2′=3m/sB.v1′=3m/s,v2′=0.5m/s
C.v1′=1m/s,v2′=3m/sD.v1′=-1m/s,v2′=2.5m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

5.某物理小組的同學(xué)設(shè)計了一個粗測小球擺動到最低點(diǎn)時速度的實驗裝置,如圖所示.所用器材有:質(zhì)量為0.5kg可看成質(zhì)點(diǎn)的小球、拉力傳感器長度為0.006m、細(xì)繩長度為0.190m.實驗步驟如下:
(1)實驗前,將細(xì)繩的一端固定在懸點(diǎn)0處,細(xì)繩的另一端連接傳感器,傳惑器的另一端連接小球.將細(xì)繩拉至水平位置,使細(xì)繩剛好拉直,調(diào)節(jié)傳感器,使其讀數(shù)為零;
(2)將小球從靜止釋放,小球擺動經(jīng)過最低點(diǎn)后再向另一側(cè)擺動,此過程中拉力傳感器的最大示數(shù)為F;
(3)多次重復(fù)步驟(1)、(2),記錄各次的F值如下表所示:
序號12345
F(N)14.7014.7514.6514.7214.68
根據(jù)以上數(shù)據(jù),可求出小球經(jīng)過最低點(diǎn)時對細(xì)繩的拉力大小為14.70N;小球經(jīng)過最低點(diǎn)時的速度大小為1.96m/s.(重力加速度大小取9.80m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.如圖所示,在水平路面上一運(yùn)動員駕駛摩擦車跨越壕溝,壕溝兩側(cè)的高度差為 0.8m,水平距離為8m,則 (取 g=10m/s2)( 。
A.運(yùn)動員跨過壕溝的時間約為 0.4s
B.運(yùn)動員跨過壕溝的時間約為 0.3s
C.運(yùn)動員跨過壕溝的初速度至少為 10m/s
D.運(yùn)動員跨過壕溝的初速度至少為 20m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

9.用m表示地球同步衛(wèi)星的質(zhì)量,h表示它距地面的高度,R0表示地球半徑,g0表示地球表面的重力加速度,則同步衛(wèi)星所受地球?qū)λ娜f有引力的大小是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

19.木塊A和B緊靠著放在光滑的水平面上,質(zhì)量分別為mA=0.5kg,mB=0.3kg,它們的上表面粗糙且與C之間的摩擦因數(shù)均為0.8;mC=0.1kg的滑塊C(可視為質(zhì)點(diǎn)),以vC=13m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面,如圖所示,由于摩擦,滑塊最后停在木塊B的正中點(diǎn)(A和B的長度相同),B和C的共同速度為v=2.0m/s,求:
(1)木塊A的最終速度vA;
(2)滑塊C離開A時的速度${v}_{C}^{′}$;
(3)A的長度.

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同步練習(xí)冊答案