【題目】如圖所示,在空間坐標(biāo)系 x<0區(qū)域中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,在一、四象限的正方形區(qū)域CDEF內(nèi)有方向如圖所示的正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,已知CD=2L,OC=L,E2 =4E1。在負(fù)x軸上有一質(zhì)量為m、電量為+q的金屬a球以速度V0沿x軸向右勻速運(yùn)動(dòng),并與靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)O處用絕緣細(xì)支柱支撐的(支柱與b球不粘連、無摩擦)質(zhì)量為2m、不帶電金屬b球發(fā)生彈性碰撞。已知a、b 球體積大小、材料相同且都可視為點(diǎn)電荷,碰后電荷總量均分,重力加速度為g,不計(jì)a、b球間的靜電力,不計(jì)a、b球產(chǎn)生的場(chǎng)對(duì)電場(chǎng)、磁場(chǎng)的影響,求:

(1)碰撞后,a、b球的速度大小;

(2)a、b碰后,經(jīng)時(shí)a球到某位置P點(diǎn),求P點(diǎn)的位置坐標(biāo);

(3)a、b碰后,要使 b球不從CD邊界射出,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)a、b碰撞,由動(dòng)量守恒和能量守恒關(guān)系求解碰后a、b的速度;(2)碰后a在電場(chǎng)中向左做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解P點(diǎn)的位置坐標(biāo);(3)要使 b球不從CD邊界射出,求解恰能從C點(diǎn)和D點(diǎn)射出的臨界條件確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的范圍.

(1)a勻速,則:

ab碰撞,動(dòng)量守恒:

機(jī)械能守恒:

由②③得

(2)碰后a、b電量總量平分,則

碰后a在電場(chǎng)中向左做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)經(jīng)時(shí)a球到P點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(x,y)

其中 ,

由⑤⑥⑦得

P點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(- ,-

(3)碰撞后對(duì)b:

b做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則: ⑩得

b恰好從C射出,則:

得:

恰從D射出,則由幾何關(guān)系: ,

綜上,

故要使b不從CD邊界射出,則B的取值范圍滿足:

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一起重機(jī)的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物,當(dāng)重物的速度為v1時(shí),起重機(jī)的有用功率達(dá)到最大值p,以后起重機(jī)保持該功率不變,繼續(xù)提升重物,直到以最大速度勻速上升為止,則整個(gè)過程中,下列說法正確的是(

A. 鋼繩的最大拉力為pv1 B. 鋼繩的最大拉力為

C. 重物的最大速度為 D. 重物做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤上,沿半徑方向放置以細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)小物塊,A離軸心r120 cm,B離軸心r230 cm,A、B與盤面間相互作用的最大靜摩擦力為其重力的0.4倍.求:

(1)若細(xì)線上沒有張力,圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)滿足什么條件?

(2)欲使A、B與盤面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則盤轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度多大?

(3)當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速達(dá)到A、B剛好不滑動(dòng)時(shí),燒斷細(xì)繩,則A、B將怎樣運(yùn)動(dòng)?(g取10 m/s2)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長(zhǎng)的木板Q放在光滑水平面上,在其左端有一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊P,P 、Q間接觸面粗糙,F(xiàn)給P向右的速率VP,給Q向左的速率VQ,取向右為速度的正方向,不計(jì)空氣阻力,則運(yùn)動(dòng)過程P、Q速度隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是( )

A.

B.

C.

D.

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【題目】測(cè)定電阻的實(shí)驗(yàn)中,待測(cè)電阻Rx約為5 Ω,實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材:

電壓表V1(量程3 V,內(nèi)阻約為15 kΩ)、

電壓表V2(量程15 V,內(nèi)阻約為75 kΩ)、

電流表A1(量程3 A,內(nèi)阻約為0.2 Ω)、

電流表A2(量程0.6 A,內(nèi)阻約為1 Ω)、

滑動(dòng)變阻器R1(0~20 Ω,0.5 A)、

滑動(dòng)變阻器R2(0~2 000 Ω,0.1 A)、

電池E(電動(dòng)勢(shì)為3 V,內(nèi)阻約為0.3 Ω)、

開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

(1)為提高實(shí)驗(yàn)精確度,減小實(shí)驗(yàn)誤差,電壓表應(yīng)選_______,電流表應(yīng)選________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_________。(填寫器材的符號(hào))

(2)實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)連接的實(shí)物圖如圖所示,請(qǐng)?jiān)谔摼框內(nèi)畫出該實(shí)驗(yàn)的原理圖______。

(3)若采用該電路進(jìn)行測(cè)量,其測(cè)量值________(選填大于”、“等于”、“小于”)真實(shí)值。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的xoy坐標(biāo)系中,y軸右側(cè)空間存在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于xoy平面向里。P點(diǎn)的坐標(biāo)為(-6L,0),Q1、Q2兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(0,3L),(0,-3L).坐標(biāo)為(-L,0)處的C點(diǎn)固定一平行于y軸放置一足夠長(zhǎng)的絕緣彈性擋板帶電粒子與彈性絕緣擋板碰撞前后,沿y方向分速度不變,沿x方向分速度反向,大小不變.帶負(fù)電的粒子質(zhì)量為m,電量為q,不計(jì)粒子所受重力.若粒子在P點(diǎn)沿PQ1方向進(jìn)入磁場(chǎng),經(jīng)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)后

(1)不與擋板碰撞并能回到P點(diǎn)的粒子初速度大小;

(2)只與擋板碰撞一次并能回到P點(diǎn)的粒子初速度大小;

(3)只與擋板碰撞三次并能回到P點(diǎn)的粒子初速度大小以及這種情況下?lián)醢宓拈L(zhǎng)度至少為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩平行金屬板間電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為1.0×104V/m,A、B兩板相距1cmC點(diǎn)與A相距0.4cm,若B接地,求

1A、C間電勢(shì)差UAC

2B、C間電勢(shì)差UBC

3)將帶電量為-1.0×10-12C的點(diǎn)電荷置于C點(diǎn),其電勢(shì)能為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,圖線a是某一電源的UI曲線,圖線b是一定值電阻的UI曲線.若將該電源與該定值電阻連成閉合電路(已知該電源的內(nèi)阻r=2.0 Ω),則說法錯(cuò)誤的是(  )

A. 該定值電阻為6 Ω

B. 該電源的電動(dòng)勢(shì)為20 V

C. 2只這種電阻串聯(lián)作為外電阻,電源輸出功率最大

D. 3只這種電阻并聯(lián)作為外電阻,電源輸出功率最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩條足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上,間距,電阻不計(jì),勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直,金屬棒AB、CD水平放在兩導(dǎo)軌上,相隔為,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,AB棒質(zhì)量為,CD棒質(zhì)量為,兩金屬棒接入電路的總電阻,若CD棒以的初速度水平向右運(yùn)動(dòng),在兩根金屬棒運(yùn)動(dòng)到兩棒間距最大的過程中,下列說法正確的是  

A. AB棒的最終速度大小為

B. 該過程中電路中產(chǎn)生的熱量為

C. 該過程中通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為

D. 兩金屬板的最大距離為

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