【題目】如圖所示,邊長為4l的正方形ABCD內(nèi)存在兩個場強(qiáng)大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)電場,中位線OO/上方的電場方向豎直向下,OO/下方的電場方向豎直向上。從某時刻起,在A、O兩點(diǎn)間(含A點(diǎn),不含O點(diǎn))連續(xù)不斷地有電量為+q、質(zhì)量為m的粒子以相同速度v0沿水平方向射入電場。其中從A點(diǎn)射入的粒子第一次穿越OO/后就恰好從C點(diǎn)沿水平方向射出正方形電場區(qū)。不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用。求:

1)從AO間入射的粒子穿越電場區(qū)域的時間t和勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大;

2)在AO間離O點(diǎn)高度h為多大的粒子,最終能沿水平方向從CD間射出正方形電場區(qū)?

3)上一問中能沿水平方向射出正方形電場區(qū)的這些粒子,在穿越OO/時的速度大小v

【答案】1 2 (n=1,2,3…)3v0 (n=1,2,3……)

【解析】試題分析:粒子在電場中做類平拋運(yùn)動,由類平拋運(yùn)動可以求出粒子的運(yùn)動時間與電場強(qiáng)度;作出粒子運(yùn)動軌跡,粒子在電場中做類平拋運(yùn)動,由類平拋運(yùn)動規(guī)律可以求出高度h;由動能定理可以求出粒子的速度。

1帶電粒子先類平拋后類斜拋,運(yùn)動軌跡如圖1所示:

在水平方向上,做勻速直線運(yùn)動所以運(yùn)動時間為:

又因?yàn)樨Q直方向先勻加速運(yùn)動:

聯(lián)立以上可得

(2) 滿足題意的帶電粒子運(yùn)動軌跡如圖2所示,每小段拋物線的水平長度為,則:

, 其中:

結(jié)合(1)中的E解得

3由題意粒子每次到達(dá)中位線的速度大小相同,從進(jìn)入電場到第一次到達(dá)中位線過程,
由動能定理得:

解得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)在“探究平拋運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,可以描繪出小球平拋運(yùn)動的軌跡,實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下:

A.讓小球多次從_____________位置滾下,記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置.

B.按圖安裝好器材,注意__________________________,記下平拋初位置O點(diǎn)和過O點(diǎn)的豎直線.

C.取下白紙,以O(shè)為原點(diǎn),以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系,用平滑曲線畫平拋運(yùn)動物體的軌跡.

完成上述步驟,將正確的答案填在橫線上.

利用描跡法描出小球的運(yùn)動軌跡,建立坐標(biāo)系,測出軌跡曲線上某一點(diǎn)的坐標(biāo)x和y,根據(jù)公式:x=________    和y=________ ,就可求得 ,即為小球做平拋運(yùn)動的初速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑R=0. 4 m的光滑圓弧軌道BC固定在豎直平面內(nèi),軌道的上端點(diǎn)B和圓心O的連 線與水平方向的夾角θ=30°,下端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn)且與粗糙水平面相切,一根輕質(zhì)彈簧的右端固定在 豎直擋板上。質(zhì)量m=0.1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從空中的A點(diǎn)以v0= 2 m/s的速度被水平拋出,恰好從B點(diǎn)沿軌道切線方向進(jìn)入軌道,經(jīng)過C點(diǎn)后沿水平面向右運(yùn)動至D點(diǎn)時,彈簧被壓縮至最短,此時彈簧的彈性勢能Epm = 0.8J,已知小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,g10m/s2。求:

(1)小物塊從A點(diǎn)運(yùn)動至B點(diǎn)的時間。

(2)小物塊經(jīng)過圓弧軌道上的C點(diǎn)時,對軌道的壓力大小。

(3)C、D兩點(diǎn)間的水平距離L。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一帶負(fù)電荷的油滴在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動,其軌跡在豎直平面(紙面)內(nèi),且相對于過軌跡最低點(diǎn)P的豎直線對稱。忽略空氣阻力。由此可知

A. Q點(diǎn)的電勢比P點(diǎn)高

B. 油滴在Q點(diǎn)的動能比它在P點(diǎn)的大

C. 油滴在Q點(diǎn)的電勢能比它在P點(diǎn)的大

D. 油滴在Q點(diǎn)的加速度大小比它在P點(diǎn)的小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了交通安全,交通部分會對道路實(shí)施限速監(jiān)控.目前,限速監(jiān)控的方式主要有兩種:一種是定點(diǎn)測速,即監(jiān)測汽車通過某位置的速度;另一種是區(qū)間測速,即監(jiān)測汽車通過某一區(qū)間的速度.如果超過了該路段的最高限速,即被判為超速.如圖所示,某高速路上一區(qū)間測速的區(qū)間長度為,全程限速(千米/小時),在不超速行駛的情況下,汽車通過該區(qū)間的時間至少為__________ (小時).小明爸爸駕駛汽車通過該測速區(qū)間的時間為分鐘,但車上的小明曾看到汽車的速度表如圖所示,這說明區(qū)間測速的監(jiān)控方式存在著不足.據(jù)此,請你說明該種監(jiān)控方式的不足,并就區(qū)間測速監(jiān)控提出一條改進(jìn)建議:__________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖()所示,在傾角的光滑固定斜面上有一勁度系數(shù)的輕質(zhì)彈簧,彈簧下端固定在垂直于斜面的擋板上,彈簧上端拴接一質(zhì)量的物體,初始時物體處于靜止?fàn)顟B(tài).取

)求此時彈簧的形變量

)現(xiàn)對物體施加沿斜面向上的拉力,拉力的大小與物體位移的關(guān)系如圖()所示,設(shè)斜面足夠長.

.分析說明物體的運(yùn)動性質(zhì)并求出物體的速度與位移的關(guān)系式;

.若物體位移為時撤去拉力,在圖()中做出此后物體上滑過程中彈簧彈力的大小隨形變量的函數(shù)圖像;并且求出此后物體沿斜面上滑的最大距離以及此后運(yùn)動的最大速度

a b c

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)讓小車沿傾斜的長木板下滑,為了探究小車的運(yùn)動性質(zhì),某同學(xué)得到的一條紙帶如圖所示,紙帶上A、B、C、D、E是按時間順序選取的五個計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰的兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)未畫出,電火花計(jì)時器使用_____電源(選填直流交流”),其工作電壓為_______V,所用的電源的頻率為50Hz,用直尺量出BC、D、EA點(diǎn)的距離如圖所示(單位:cm),則B點(diǎn)的速度大小為vB=________m/s,小車的加速度大小為a=_________m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于人造地球衛(wèi)星的下列說法中正確的是(

A. 其軌道平面一定通過地球球心,但一定和赤道共面

B. 做勻速圓周運(yùn)動的近地衛(wèi)星()的運(yùn)行線速度小于同步衛(wèi)星運(yùn)行線速度

C. 做勻速圓周運(yùn)動的近地衛(wèi)星()的向心加速度等于(近似)地球表面重力加速度

D. 地球同步衛(wèi)星可以定點(diǎn)于北京正上方

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在x軸上方存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場,在x軸下方存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場。一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力) 從原點(diǎn)O與x軸成30°角斜向上射入磁場,且在x軸上方運(yùn)動的半徑為R。則

A. 粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點(diǎn)O

B. 粒子完成一次周期性運(yùn)動的時間為

C. 粒子射入磁場后,第二次經(jīng)過x軸時與O點(diǎn)的距離為3R

D. 粒子在x軸上方和下方的磁場中運(yùn)動的半徑之比為1:2

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