【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi),第一象限中有勻強電場,場強大小為E,方向沿y軸正方向。在x軸的下方有勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直紙面向里。今有一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子(不計粒子的重力和其他阻力),從y軸上的P點以初速度v0垂直于電場方向進(jìn)入電場。經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,沿著與x軸正方向成30°角的方向進(jìn)入磁場。

(1)P點離坐標(biāo)原點O的距離h;

(2)求粒子從P點出發(fā)到粒子第一次離開磁場時所用的時間;

(3)其他條件不改變,只改變磁感應(yīng)強度,當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度B取某一合適的數(shù)值,粒子離開磁場后能否返回到原出發(fā)點P,并說明理由。

【答案】(1)(2)(3)h|x|tan 30°

【解析】(1)由幾何關(guān)系得:vy ① v= ②根據(jù)動能定理有

聯(lián)立②③解得:h

(2)粒子在電場中運動的時間t1

加速度為a=⑥ 聯(lián)立①⑤⑥解得:t1

在磁場中運動的時間由幾何關(guān)系知:

速率與周期的關(guān)系T

根據(jù)牛頓第二定律及圓周運動公式有:

聯(lián)立⑧解得:t2

聯(lián)立⑦得共用時間tt1t2

(3)能夠返回到原出發(fā)點P。只要B連續(xù)變化,圓的半徑就連續(xù)變化,由幾何關(guān)系知粒子在x軸上離開磁場的位置就可以連續(xù)變化,在第Ⅱ象限沒有電場和磁場,粒子在該象限做勻速直線運動,每次運動方向都與x軸正方向成30°角,當(dāng)B取某一合適數(shù)值時必有一個滿足條件的|x|,同時必有:h=|x|tan 30°

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】如圖所示,水平導(dǎo)軌間距為L=0.5 m,導(dǎo)軌電阻忽略不計;導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=1 kg,電阻R0=0.9 Ω,與導(dǎo)軌接觸良好;電源電動勢E=10 V,內(nèi)阻r=0.1 Ω,電阻R=4 Ω;外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=5 T,方向垂直于ab,與導(dǎo)軌平面成夾角α=53°;ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),定滑輪摩擦不計,線對ab的拉力為水平方向,重力加速度g=10 m/s2ab處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知sin 53°=0.8cos 53°=0.6。求

1通過ab的電流大小和方向;

2ab受到的安培力大小;

3重物重力G的取值范圍。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲乙兩個物體從同一地點同時沿同一直線運動的速度圖象如圖所示,在0~t2時間內(nèi),下列說法正確的是

A. 甲物體的加速度逐漸增大,乙物體的加速度不斷減小

B. t2時刻兩物體相遇

C. 在第一次相遇之前,t1時刻兩物體相距最遠(yuǎn)

D. 甲、乙兩個物體的平均速度大小都是

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某物體做平拋運動時,它的速度方向與水平方向的夾角為θ,其正切值tanθ隨時間t變化的圖像如圖所示,則(g10 m/s2)( )

A. 1 s物體下落的高度為5 m

B. 1 s物體下落的高度為10 m

C. 物體的初速度為5 m/s

D. 物體的初速度是10 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】研究平拋物體的運動規(guī)律的實驗中:

(1)在安裝實驗裝置的過程中,斜槽末端的切線必須是水平的,這樣做的目的是______

A、保證小球飛出時,速度既不太大,也不太小

B、保證小球飛出時,初速度水平

C、保證小球在空中運動的時間每次都相等

D、保證小球運動的軌跡是一條拋物線

(2)如果小球每次從斜槽滾下的初始位置不同,則下列說法中正確的是______

A.小球平拋的初速度不同

B.小球每次的運動軌跡不同

C.小球在空中運動的時間均不同

D.小球通過相同的水平位移所用時間可能相同

(3)研究平拋物體運動的實驗中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長L=1.6cm,若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示,則小球在b點的速率為_____m/s。(取兩位有效數(shù)字,g10m/s2)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在勻強磁場中,一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動,如圖1所示。

產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖2所示,則(

A. t =0.01s時線框平面與中性面重合

B. t=0.005s時線框的磁通量變化率為零

C. 線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為311V

D. 線框產(chǎn)生的交變電動勢頻率為100HZ

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】太空涂鴉技術(shù)的基本物理模型是:原來在較低圓軌道運行的攻擊衛(wèi)星從后方接近在較高圓軌道上運行的偵察衛(wèi)星時,準(zhǔn)確計算軌道并向其發(fā)射漆霧彈,漆霧彈在臨近偵察衛(wèi)星時,壓爆彈囊,讓漆霧散開并噴向偵察衛(wèi)星,噴散后強力吸附在偵察衛(wèi)星的偵察鏡頭、太陽能板、電子偵察傳感器等關(guān)鍵設(shè)備上,使之暫時失效。下列說法正確的是(  )

A. 攻擊衛(wèi)星在原軌道上運行的線速度大于7.9 km/s

B. 攻擊衛(wèi)星在原軌道上運行的線速度比偵察衛(wèi)星的線速度小

C. 攻擊衛(wèi)星完成太空涂鴉后應(yīng)減速才能返回低軌道上

D. 若攻擊衛(wèi)星周期已知,結(jié)合萬有引力常量就可計算出地球質(zhì)量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R,固定在豎直平面內(nèi),一根長度為R的輕桿,一端固定有質(zhì)量為m的小球甲,另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙,將兩小球放入凹槽內(nèi),小球乙位于凹槽的最低點,如圖所示。由靜止釋放后(  )

A. 下滑過程中甲球減少的機械能總等于乙球增加的機械能

B. 下滑過程中甲球減少的重力勢能總等于乙球增加的重力勢能

C. 桿從左向右滑時,甲球無法下滑到凹槽的最低點

D. 桿從右向左滑回時,乙球一定能回到凹槽的最低點

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的四種電場中,分別標(biāo)記有a、b兩點。其中a、b兩點的電勢相等,電場強度大小相等、方向也相同的是

A. 甲圖:與點電荷等距的a、b兩點

B. 乙圖:兩等量異種電荷連接的中垂線上與連線等距的a、b兩點

C. 丙圖:點電荷與帶電平板形成的電場中平板上表面的a、b兩點

D. 丁圖:勻強磁場中的a、b兩點

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