【題目】如圖所示，間距為L的、足夠長的豎直線MN、PQ間有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。MN左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。PQ右側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為4B。一質(zhì)量為m、電量為q的正粒子，從MN線上O點(diǎn)以大小為v0的速度水平向右進(jìn)入電場(chǎng)，經(jīng)時(shí)間到達(dá)PQ線。不計(jì)粒子重力。求：

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E；

(2)若粒子從O點(diǎn)以大小為v0、水平向左的速度進(jìn)入MN左側(cè)磁場(chǎng)（圖中未畫出），求粒子回到O點(diǎn)經(jīng)過的時(shí)間t。

【答案】(1) (2)

【解析】

電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，在左側(cè)磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)半圓，進(jìn)入電場(chǎng)，離開電場(chǎng)進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)半圓，經(jīng)歷4次循環(huán)，再在左側(cè)磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)半周，回到了出發(fā)點(diǎn)O。

解：(1)電場(chǎng)中，根據(jù)牛頓第二定律有，

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,有

得.

(2)在左側(cè)磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)半圓，根據(jù)牛頓第二定律有

得

經(jīng)歷時(shí)間.

在電場(chǎng)中加速到v，經(jīng)歷時(shí)間

又，有

得

在右側(cè)磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)半圓，根據(jù)牛頓第二定律有

得

經(jīng)歷時(shí)間

在電場(chǎng)中減速到v0，經(jīng)歷時(shí)間仍為.

之后經(jīng)歷4次循環(huán)，再在左側(cè)磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)半周，回到了出發(fā)點(diǎn)O.

故總時(shí)間為.

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，真空中豎直條形區(qū)域I存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，條形區(qū)域II存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)和電場(chǎng)寬度均為L且足夠長，圖中虛線是磁場(chǎng)與電場(chǎng)的分界線，M、N為涂有熒光物質(zhì)的豎直板，帶電粒子打在M、N板上被吸附時(shí)就會(huì)發(fā)出熒光。現(xiàn)有一束帶正電粒子從A處以速度v連續(xù)不斷地射入磁場(chǎng)，入射方向與M板成60°夾角且與紙面平行，已知帶正粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，不計(jì)粒子重力和相互作用力。求：

（1）若帶正電粒子垂直打在N板上，I區(qū)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

（2）在第（1）問中，調(diào)節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，N板上的亮斑剛好消失時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)E；

（3）若區(qū)域II的電場(chǎng)強(qiáng)度，要使M板出現(xiàn)亮斑，I區(qū)磁場(chǎng)的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，半徑R=0.45m的光滑1/4圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，B為軌道的最低點(diǎn)，B點(diǎn)右側(cè)的光滑的水平面上緊挨B點(diǎn)有一靜止的小平板車，平板車質(zhì)量M=lkg，長度l=1m，小車的上表面與B點(diǎn)等高，距地面高度h=0.2m．質(zhì)量m=lkg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從圓弧最高點(diǎn)A由靜止釋放．取g=10m/s2．試求：

（1）物塊滑到軌道上的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大�。�

（2）若鎖定平板車并在上表面鋪上一種特殊材料，其動(dòng)摩擦因數(shù)從左向右隨距離均勻變化如圖2所示，求物塊滑離平板車時(shí)的速率；

（3）若解除平板車的鎖定并撤去上表面鋪的材料后，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，物塊仍從圓弧最高點(diǎn)A由靜止釋放，求物塊落地時(shí)距平板車右端的水平距離．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直放置的金屬板間有水平方向的加速電場(chǎng)，水平放置的平行金屬板間有豎直方向的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，O、P為豎直板上的兩孔，兩豎直板間電壓為U1，兩水平板長為l，間距為d，兩水平板間的電壓為U2。一質(zhì)量為m，電量為q的帶負(fù)電粒子，有O點(diǎn)從靜止開始，水平加速穿過P點(diǎn)，最后從平行金屬板右側(cè)穿出（圖中未畫出）。粒子與金屬板間未發(fā)生碰撞，不計(jì)粒子重力，求：

(1)粒子穿出加速電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能Ek1；

(2)粒子穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能Ek2。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)放一個(gè)光滑絕緣的半圓形軌道，圓心O與軌道左、右最高點(diǎn)a、c在同一水平線上，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與半圓形軌道所在的平面垂直。一個(gè)帶負(fù)電荷的小滑塊由靜止開始從半圓軌道的最高點(diǎn)a滑下，則下列說法中正確的是

A. 滑塊經(jīng)過最低點(diǎn)b時(shí)的速度與磁場(chǎng)不存在時(shí)相等

B. 滑塊從a點(diǎn)到最低點(diǎn)b所用的時(shí)間與磁場(chǎng)不存在時(shí)短

C. 滑塊經(jīng)過最低點(diǎn)b時(shí)對(duì)軌道壓力與磁場(chǎng)不存在時(shí)相等

D. 滑塊能滑到右側(cè)最高點(diǎn)c

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，某小組完成了一系列實(shí)驗(yàn)操作后，得到了一條紙帶如圖乙所示，選取紙帶上某個(gè)清晰的點(diǎn)標(biāo)為O，然后每兩個(gè)打點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)為1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5、6與O點(diǎn)的距離分別為h1、h2、h3、h4、h5、h6.

（1）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，可求出打各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的速度分別為v1、v2、v3、v4、v5，其中v5的計(jì)算式為v5＝________.

（2）若重錘的質(zhì)量為m，取打點(diǎn)O時(shí)重錘所在水平面為參考平面，分別算出打各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)重錘的勢(shì)能Epi和動(dòng)能Eki，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)對(duì)應(yīng)重錘的勢(shì)能Ep3＝______；接著在E－h坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出如圖丙所示的Ek－h和Ep－h圖線，求得Ep－h圖線斜率的絕對(duì)值為k1，Ek－h圖線斜率為k2.則k1與k2滿足________關(guān)系時(shí)重錘機(jī)械能守恒．

（3）關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是________．

A．實(shí)驗(yàn)中可用干電池作為電源

B．為了減少阻力的影響，重錘的密度和質(zhì)量應(yīng)該適當(dāng)大些

C．若紙帶上打出的點(diǎn)被拉長為短線，應(yīng)適當(dāng)調(diào)高電源電壓

D．圖丙Ek－h圖線縱軸上的截距表示重錘經(jīng)過參考平面時(shí)的初動(dòng)能

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直角三角形ABC區(qū)域中存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，比荷相同的兩個(gè)粒子(不計(jì)重力)從A點(diǎn)沿AB方向射入磁場(chǎng)，分別從AC邊上的P、Q兩點(diǎn)射出，則

A. 從Q點(diǎn)射出的粒子速度大

B. 從P點(diǎn)射出的粒子速度大

C. 從Q點(diǎn)射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長

D. 兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣長

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩平行的粗糙金屬導(dǎo)軌傾斜固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并通過導(dǎo)線與電源相連，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為37°，磁感線方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T,導(dǎo)軌寬度為1m,電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω; 一質(zhì)量為1kg的金屬棒ab垂直于平行導(dǎo)軌放置并接觸良好，金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,導(dǎo)軌、金屬棒與導(dǎo)線電阻均忽略不計(jì)；

(1)若棒ab保持靜止，且滑動(dòng)變阻器電阻調(diào)節(jié)范圍足夠大，請(qǐng)作出ab棒可能的受力分析圖（不用列式）

(2)要使金屬棒不能向下運(yùn)動(dòng)，求滑動(dòng)變阻器阻值的最大值（sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明同學(xué)在上海迪士尼樂園體驗(yàn)了超刺激的游戲項(xiàng)目“創(chuàng)極速光輪”后，對(duì)“過山車”類型的軌道運(yùn)動(dòng)充滿了興趣。為此他自己利用器材設(shè)計(jì)拼接了一條軌道，如圖所示，ABC為一條水平軌道，BC段長度為20cm，斜直軌道CD段長度15cm，與水平面夾角θ=370，BC段與CD段在C點(diǎn)平滑連接，豎直圓弧軌道DEF的圓心為O1，半徑R1=10cm，圓軌道與CD相切于D點(diǎn)，E為圓弧軌道的最高點(diǎn)，半徑O1F水平，FG段為豎直軌道，與1/4圓軌道GH相切于G點(diǎn)，圓形軌道GH圓心為O2，半徑R2=4cm，G、O2、D在同一水平線上，水平軌道HK長度為40cm，HK與CD軌道錯(cuò)開。在AB段的A端固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧自然伸長時(shí)剛好位于B端，現(xiàn)在B端放置一個(gè)小環(huán)（可視為質(zhì)點(diǎn)）但不栓接，小環(huán)的質(zhì)量為m=0.01kg，現(xiàn)推動(dòng)小環(huán)壓縮彈簧d后釋放，小環(huán)恰好能運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)。已知小環(huán)只在軌道BC、CD、HK上受到摩擦力，動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，彈簧彈性勢(shì)能與彈簧彈性形變量的二次方成正比。不計(jì)空氣阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2.則：

（1）求小環(huán)在B點(diǎn)的速度大小v；

（2）某次實(shí)驗(yàn)，彈簧壓縮量為2d，求小環(huán)在E處對(duì)軌道的壓力；

（3）小環(huán)能否停在HK上？若能，求出彈簧壓縮量的取值范圍；若不能，請(qǐng)說明理由。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案