如圖所示,真空中有一直角坐標(biāo)系xOy,M、N分別是y軸和x軸上的兩點.該空間內(nèi)有一勻強電場,方向沿y軸負(fù)方向.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從M點以速度v0沿x軸正方向射出,恰能通過N點.已知OM=d,ON=2d,不計粒子重力.
(1)求該勻強電場場強E的大小;
(2)若撤去該勻強電場,在該空間加一勻強磁場,仍讓這個帶電粒子從M點以速度v0沿x軸正方向射出,粒子仍通過N點,求所加勻強磁場磁感應(yīng)強度B的大小和方向.
(1)粒子在X軸方向上做勻速直線運動,
所以粒子從M運動到N的時間為t=
2d
v0

粒子在Y軸方向上做初速度為零的勻加速直線運動,設(shè)其加速度為a,
則根據(jù)牛頓第二定律有a=
qE
m

所以d=
1
2
at2=
1
2
qE
m
(
2d
v0
)2

解得:E=
m
v20
2dq

(2)由題意可知,粒子在M點所受洛倫茲力的方向沿Y軸負(fù)方向,
根據(jù)左手定則可知,所加勻強磁場的方向為:垂直紙面外外.
粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,其軌跡如圖所示,O′為軌跡的圓心,其半徑為 r.
由勾股定理得:(2d)2+(r-d)2=r2

所以r=
5d
2

根據(jù)牛頓第二定律有qvB=m
v20
r

解得:B=
2mv0
5dq

答:(1)則該勻強電場場強E的大小:E=
m
v20
2dq
;
(2)則所加勻強磁場磁感應(yīng)強度B的大。B=
2mv0
5dq
和方向垂直紙面外外.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子在O點以初速度v0與水平方向成θ角射出,粒子在運動中受阻力大小恒定為f.

(1)如果在某方向加上一定大小的勻強電場后,能保證粒子仍沿v0方向做直線運動,試求所加勻強電場的最小值;
(2)若加上大小一定、方向水平向左的勻強電場,仍能保證粒子沿v0方向做直線運動,并經(jīng)過一段時間后又返回O點,求粒子回到O點時的速率.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,絕緣水平面上靜止著兩個質(zhì)量均為m,電量均為+Q的物體A和B(A、B均可視為質(zhì)點),它們間的距離為r,與平面間的支摩擦因數(shù)均為μ,靜電力常數(shù)為K.求:
(1)A受的摩擦力為多大?
(2)如果將A的電量增至+4Q,B的電量不變,兩物體開始運動,當(dāng)它們的加速度第一次為零時,A、B各運動了多少距離?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,絕緣的水平面上靜止著兩個質(zhì)量均為m,電荷量均為+Q的物體A和B(A,B均可視為質(zhì)點),它們間的距離為r,A,B與平面間的動摩擦因數(shù)均為μ.
(1)A受到的摩擦力為多大?
(2)如果將A的電荷量增至+4Q,兩物體開始運動,當(dāng)它們的加速度第一次為零時,A,B相距多遠(yuǎn)?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

(單選題)如圖所示,在xoy平面內(nèi),有兩個帶電量分別為+Q、-Q的點電荷固定在位置(2a,0)與(-2a,0),E、F、G、H分別為平面內(nèi)的四個點,它們的坐標(biāo)分別為(a,a)(-a,a)(-a,-a)(a,-a),則( 。
A.E點電勢比H點電勢高
B.E點場強比F點場強大
C.把一負(fù)電荷從F點移到G點電場力所做的功為零
D.把一正電荷從E點移到F點與移到G點電場力做的功相同

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,將一正電荷沿電場線從a點移到b點,已知a點電勢比b點高.下列判斷正確的是( 。
A.電場線方向由b指向aB.該電場一定是勻強電場
C.正電荷的電勢能增加D.電場力對正電荷做正功

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,半徑為r的絕緣光滑環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套有一質(zhì)量為m,帶電量為+q的珠子,現(xiàn)欲加一個與圓環(huán)面平行的勻強電場,使珠子由最高點A從靜止開始釋放,沿圓弧經(jīng)過B、C剛好能運動到D,
(1)求所加電場的場強最小值及所對應(yīng)的場強的方向;珠子由A到達(dá)D的過程中速度最大時對環(huán)的作用力大。
(2)在(1)問電場中,要使珠子能完成完整的圓運動在A點至少使它具有多大的初動能?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

將一個電量為2×10-9C的點電荷從電場中的A點移到B點,電場力做功WAB=8×10-9J,則A、B兩點間的電勢差UAB為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

光滑絕緣水平面上有一個帶電質(zhì)點正在以速度v向右運動.如果加一個豎直向下的磁感應(yīng)強度為B勻強磁場,經(jīng)過一段時間后,該質(zhì)點的速度第一次變?yōu)榕c初始時刻的速度大小相等,方向相反;如果不加勻強磁場而改為加一個沿水平方向的電場強度為E勻強電場,經(jīng)過相同的一段時間,該質(zhì)點的速度也第一次變?yōu)榕c初始時刻的速度大小相等,方向相反,則
B
E
為( 。
A.
π
2v
B.
π
v
C.
v
D.
2v
π

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