如圖所示,坐標系xOy位于豎直平面內(nèi),在該區(qū)域內(nèi)有場強E="12" N/C?方向沿x軸正方向的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B=2T?沿水平方向且垂直于xOy平面指向紙里的勻強磁場.一個質(zhì)量m=4×10-5 kg,電量q=2.5×10-5C帶正電的微粒,在xOy平面內(nèi)做勻速直線運動,運動到原點O時,撤去磁場,經(jīng)一段時間后,帶電微粒運動到了x軸上的P點.取g="10" m/s2,求:

(1)P點到原點O的距離;
(2)帶電微粒由原點O運動到P點的時間.
(1)15 m  (2)1.2 s
微粒運動到O點之前要受到重力?電場力和洛倫茲力作用,在這段時間內(nèi)微粒做勻速直線運動,說明三力合力為零.
由此可得
                            ①
電場力FE=Eq                                 ②
洛倫茲力FB=Bqv                              ③
聯(lián)立求解?代入數(shù)據(jù)得v="10" m/s                 ④
微粒運動到O點之后,撤去磁場,微粒只受到重力?電場力作用,其合力為一恒力,且方向與微粒在O點的速度方向垂直,所以微粒在后一段時間內(nèi)的運動為類平拋運動,可沿初速度方向和合力方向進行分解.
tanθ=                                  ⑤
代入數(shù)據(jù)得tanθ=                         ⑥

設(shè)沿初速度方向的位移為s1,沿合力方向的位移為s2,則因為
s1=vt                                       ⑦
s2=t2                                           
                                 ⑨
聯(lián)立求解,代入數(shù)據(jù)可得P點到原點O的距離
OP="15" m
O點到P點運動時間
t="1.2" s.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

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(9分) 如圖所示,兩塊水平放置的平行金屬板板長L=1.4m,板距d=30cm,兩板間有B=1.25T、垂直紙面向里的勻強磁場。在兩板上加如圖2所示的脈動電壓。在t=0時,質(zhì)量m=2×10-15kg、電荷量q=1×10-10C的正離子,以速度v0=4×103m/s從兩板中間水平射入,試問:

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(2)N板兩個亮斑之間的距離。

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(14分)如圖所示,水平方向有界勻強磁場的高度h=1m、磁感應(yīng)強度B=T。豎直放置的“日”字型閉合導(dǎo)體線框ABFE,寬L=1m,質(zhì)量m=0.25kg,AC、CE的長度都大于h,AB邊的電阻RAB=1Ω、CD邊的電阻RCD=2Ω、EF邊的電阻REF=3Ω,其余電阻不計。線框由靜止下落,AB邊進入磁場時恰能勻速運動,不計空氣阻力,g取10m/s2。求:

(1)開始下落時,線框AB邊離磁場上邊界的高度h1為多少?
(2)若線框CD邊剛進入磁場時也做勻速運動,AB邊與CD邊的距離h2為多少?
(3)在滿足(1)(2)前提下,若線框EF邊剛進磁場時也做勻速運動,則從開始下落到EF邊離開磁場過程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少?

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(18分)如圖所示,在y軸左側(cè)有一勻強電場,場強大小為E,方向與x軸平行且沿x軸正向,在y軸右側(cè)有一勻強磁場,方向垂直紙面向外,F(xiàn)將一擋板放在第一象限內(nèi),其與x、y軸的交點M、N到坐標原點的距離均為2L。有一質(zhì)量為m電荷量為+q的粒子在第二象限內(nèi)從距x軸為L、y軸為4L的P點由靜止釋放(不計重力),粒子與擋板碰后電荷量不變,速度大小不變方向變?yōu)檠貀軸正向,當粒子第一次到達y軸時電場消失。求:

(1)粒子第一次到達y軸時距坐標原點多遠?
(2)若使粒子再次打到檔板上,磁感應(yīng)強度的大小的取值范圍?

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如圖(甲)所示,兩光滑導(dǎo)軌都由水平、傾斜兩部分圓滑對接而成,相互平行放置,兩導(dǎo)軌相距L=lm ,傾斜導(dǎo)軌與水平面成θ=30°角,傾斜導(dǎo)軌的下面部分處在一垂直斜面的勻強磁場區(qū)I中,I區(qū)中磁場的磁感應(yīng)強度B1隨時間變化的規(guī)律如圖(乙)所示,圖中t1、t2未知。水平導(dǎo)軌足夠長,其左端接有理想的靈敏電流計G和定值電阻R=3Ω,水平導(dǎo)軌處在一豎直向上的勻強磁場區(qū)Ⅱ中,Ⅱ區(qū)中的磁場恒定不變,磁感應(yīng)強度大小為B2=1T ,在t=0時刻,從斜軌上磁場I 區(qū)外某處垂直于導(dǎo)軌水平釋放一金屬棒ab,棒的質(zhì)量m=0.1kg,電阻r=2Ω,棒下滑時與導(dǎo)軌保持良好接觸,棒由斜軌滑向水平軌時無機械能損失,導(dǎo)軌的電阻不計。若棒在斜面上向下滑動的整個過程中,靈敏電流計G的示數(shù)大小保持不變,t2時刻進入水平軌道,立刻對棒施一平行于框架平面沿水平方向且與桿垂直的外力。(g取10m/s2)求:
(1)磁場區(qū)I在沿斜軌方向上的寬度d;
(2)棒從開始運動到剛好進入水平軌道這段時間內(nèi)ab棒上產(chǎn)生的熱量;
(3)若棒在t2時刻進入水平導(dǎo)軌后,電流計G的電流大小I隨時間t變化的關(guān)系如圖(丙)所示(I0未知),已知t2到t3的時間為0.5s,t3到t4的時間為1s,請在圖(丁)中作出t2到t4時間內(nèi)外力大小F隨時間t變化的函數(shù)圖像。

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