【題目】20分)如圖所示,水平地面上方豎直邊界MN左側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B和沿豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2(未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T,MN邊界右側(cè)離地面h= 3m處有長(zhǎng)為L=091m的光滑水平絕緣平臺(tái),平臺(tái)的左邊緣與MN重合,平臺(tái)右邊緣有一質(zhì)量m=0.lkg、電量q=0.1C的帶正電小球,以初速度v0=0.6m/s向左運(yùn)動(dòng)。此時(shí)平臺(tái)上方存在的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向與水平方向成θ角,指向左下方,小球在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)的過程中,θ45°90°的某一確定值。小球離開平臺(tái)左側(cè)后恰好做勻速

圓周運(yùn)動(dòng)。小球可視為質(zhì)點(diǎn),g=10m/s2。求:

1)電場(chǎng)強(qiáng)度E2的大小和方向;

2)小球離開平臺(tái)左側(cè)后在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間;

3)小球離開平臺(tái)左側(cè)后,小球落地點(diǎn)的范圍。(計(jì)算結(jié)果都可以用根號(hào)表示)

【答案】110N/C 方向豎直向上;(22.1s;(3)距N點(diǎn)左邊,距N點(diǎn)右邊的范圍內(nèi)。

【解析】

試題(1)因?yàn)樾∏蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力必等于重力

將數(shù)據(jù)代入式解得:

電場(chǎng)的方向豎直向上

2)若θ90°,小球勻速通過MN后有最小速度:

θ45°,小球勻速通過MN后有最大速度,由加速度公式可得:

由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得:

將數(shù)據(jù)代入④⑤式,可解得:

小球在通過MN的速度為大于等于小于等于。

小球以在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短,根據(jù)向心力和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可得:

式可得:

式解得:

因?yàn)?/span>

小球在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的圓心角為120°,在磁場(chǎng)中所用時(shí)間為

3)小球落在N點(diǎn)左邊的最大距離時(shí),≈173m

當(dāng)小球落在右邊最大距離時(shí)其對(duì)應(yīng)在磁場(chǎng)中的軌道半徑為,則該小球從磁場(chǎng)右邊界飛出時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng),豎直位移:

水平位移為

因此得

當(dāng)S取最大值代入得≈0447m

所以,小球的落點(diǎn)在距N點(diǎn)左邊173m、右邊0447m的范圍內(nèi)

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:

【題目】如圖所示的xOy平面內(nèi),坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一正粒子源,可以向y軸右側(cè)發(fā)射出大量同種帶電粒子,粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q,所有粒子的初速度大小均為v0,其方向與y軸正方向的夾角分布在0~180°范圍內(nèi)。y軸右側(cè)有一直線PQ,PQy軸相距為dy軸與直線PQ區(qū)域內(nèi)有平行x軸向右范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=,在PQ的右側(cè)有矩形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其右側(cè)邊界為MN,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=,磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里。不計(jì)粒子間的相互作用,不計(jì)粒子重力。

(1)求沿x軸正方向入射的粒子第一次到達(dá)PQ的速度及其所用的時(shí)間;

(2)若矩形磁場(chǎng)沿y軸方向上足夠長(zhǎng),要求所有的粒子均能到達(dá)MN,求MNPQ間的最大距離x;

(3)欲使沿y軸負(fù)方向射入的粒子經(jīng)電磁場(chǎng)后能回到y軸且距離原點(diǎn)O最遠(yuǎn),求矩形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑為R內(nèi)壁光滑的環(huán)形塑料管豎直放置,AB為該環(huán)的水平直徑,且管的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑,直徑AB及其以下部分處于水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中現(xiàn)將一質(zhì)量為m,帶電量為的小球從管中A點(diǎn)由靜止釋放,已知,以下說法正確的是  

A. 小球釋放后,到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度最大

B. 小球釋放后,經(jīng)過最低點(diǎn)D和最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)管壁的壓力之比為51

C. 小球在運(yùn)動(dòng)過程中,對(duì)管壁的壓力最小值為mg

D. 小球在運(yùn)動(dòng)過程中,對(duì)管壁的壓力最大值為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)想要測(cè)量一只電壓表的內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:

A.電池組(電動(dòng)勢(shì)約為,內(nèi)阻不計(jì));

B.待測(cè)電壓表(量程,內(nèi)阻約);

C.電流表(量程,內(nèi)阻);

D.滑動(dòng)變阻器(最大阻值為

E.變阻箱;

F.開關(guān)和導(dǎo)線若干.

(1)該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下四個(gè)電路,為了較準(zhǔn)確地測(cè)出該電壓表內(nèi)阻,你認(rèn)為合理的是_______________.

(2)用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),為了能作出相應(yīng)的直線圖線、方便計(jì)算出電壓表的內(nèi)阻,你認(rèn)為應(yīng)該選_______________為橫坐標(biāo),_______________為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)軸進(jìn)行數(shù)據(jù)處理(填所測(cè)物理量的名稱或符號(hào))。

(3)根據(jù)前面所做的選擇,利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所作圖像的斜率為、截距為,則待測(cè)電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式________________________________.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示的電路中理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101,A、V均為理想電表,R是光敏電阻(其阻值隨光強(qiáng)增大而減小)、L是理想線圈、D是燈泡.原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電,下列說法正確的是(  )

圖甲 圖乙

A. 交流電的頻率為50 Hz

B. 電壓表的示數(shù)為22 V

C. 當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí),的示數(shù)變小

D. 若用一根導(dǎo)線來代替線圈L,則燈D變亮

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星是專門用于環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星,利用三顆軌道相同的監(jiān)測(cè)衛(wèi)星可組成一個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),它們的軌道與地球赤道在同一平面內(nèi),當(dāng)衛(wèi)星高度合適時(shí),該系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)范圍可恰好覆蓋地球的全部赤道表面且無重疊區(qū)域。已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,關(guān)于該系統(tǒng)下列說法正確的是()

A. 衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于7.9km/s

B. 衛(wèi)星的加速度為

C. 衛(wèi)星的周期為

D. 這三顆衛(wèi)星的質(zhì)量必須相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方懸掛一螺線管Q,Q中通有變化的電流i,電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙,P所受的重力為G,桌面對(duì)P的支持力為F,當(dāng)Q中通有如圖方向的電流時(shí),圖示電流取正值,則

A. t1時(shí)刻,FG B. t2時(shí)刻F =G C. t3時(shí)刻,F =G D. t4時(shí)刻,F<G

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化如圖,其中a→b是等溫過程,氣體對(duì)外界做功100J;b→c是絕熱過程,外界對(duì)氣體做功150J;c→a是等容過程。則b→c的過程中氣體溫度_____(選填升高降低不變),a→b→c→a的過程中氣體放出的熱量為_____J。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在用多用電表測(cè)量一阻值為幾百歐姆的電阻。

1)將以下的操作中正確的選出并進(jìn)行正確的排序,將序號(hào)填在橫線上_____。

A.將兩表筆直接短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使表盤的指針指在最右端的零刻度線處,將兩表筆斷開

B.將兩表筆與待測(cè)電阻的兩端良好接觸,讀出歐姆表的讀數(shù)即待測(cè)電阻的阻值,將兩表筆斷開

C.將選擇開關(guān)旋至歐姆表“×100”擋位

D.將選擇開關(guān)旋至歐姆表“×10”擋位

E.將選擇開關(guān)旋至“OFF”擋位,并將紅、黑表筆從插孔中拔出

2)圖中表盤的讀數(shù)為_____

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