【題目】如圖所示,在y>0的空間中存在勻強電場,場強沿y軸負方向;在y<0的空間中,存在勻強磁場,磁場方向垂直xy平面(紙面)向外.一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運動粒子,經(jīng)過y軸上y=h處的點P1時速率為v0 , 方向沿x軸正方向;然后,經(jīng)過x軸上x=2h處的 P2點進入磁場,并經(jīng)過y軸上y=﹣2h處的P3點.不計重力.

求:
(1)電場強度的大。
(2)粒子到達P2時速度的大小和方向.
(3)磁感應(yīng)強度的大。
(4)粒子從P1點運動到P3點所用時間.

【答案】
(1)解:粒子在電場、磁場中運動的軌跡如圖所示.設(shè)粒子從P1到P2的時間為t,電場強度的大小為E,粒子在電場中的加速度為a,由牛頓第二定律及運動學公式有

qE=ma

2h=v0t

解得

答:電場強度的大小為


(2)解:粒子到達P2時速度沿x方向的分量仍為v0,以v1表示速度沿y方向分量的大小,v表示速度的大小,θ表示速度和x軸的夾角,則有

解得

所以:θ=45°

答:粒子到達P2時速度的大小為 ,方向與水平方向的夾角是45°


(3)解:設(shè)磁場的磁感應(yīng)強度為B,在洛侖茲力作用下粒子做勻速圓周運動,用r表示圓周的半徑.由牛頓第二定律

因為OP2=OP3,θ=45°,由幾何關(guān)系可知,連線P2P3為圓軌道的直徑.

由此可求得r=

解得

答:磁感應(yīng)強度的大小


(4)解:粒子在電場中運動時間

粒子在電場中運動時間

粒子從P1點運動到P3點所用時間t=t1+t2

答:粒子從P1點運動到P3點所用時間


【解析】(1)粒子在電場中做平拋運動,由牛頓第二定律及運動學公式,可求得電場強度E的大。唬2)粒子從P到O的過程中電場力做正功,運用動能定理列式,可求得速度的大;(3)粒子沿﹣y方向進入磁場時,由左手定則判斷可知粒子向右偏轉(zhuǎn),做勻速圓周運動,由洛倫茲力充當向心力,根據(jù)牛頓第二定律可求出其軌跡半徑r,坐標x0=2r.(4)分段求時間:電場中運用運動學公式求時間,磁場中粒子運動了半個周期,再求總時間.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的物體,放在一固定斜面上,當斜面傾角為時恰能沿斜面勻速下滑.保持斜面傾角為,對物體施加一水平向右的恒力F,使物體沿斜面勻速向上滑行(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力).增大斜面傾角,當傾角超過某一臨界角時,則不論水平恒力F多大,都不能使物體沿斜面向上滑行,已知重力加速度為g,試求:

1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù);

2)水平恒力F的大小;

3)這一臨界角的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗,如圖甲所示為實驗裝置簡圖。(交流電的頻率為50 Hz)

1這個實驗_______________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力。

2砂桶和砂的質(zhì)量m_______小車的質(zhì)量M.

(3)圖乙所示為某次實驗得到的紙帶,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為________ m/s2;

(4)保持小盤及盤中砝碼的質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量m,分別得到小車的加速度a與小車質(zhì)量m及對應(yīng)的的數(shù)據(jù)如下表:

a/(m·s2)

1.90

1.72

1.49

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

m/kg

0.25

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

/kg1

4.00

3.45

3.03

2.50

2.00

1.41

1.00

0.60

請在下圖所示的坐標紙中畫出a —的圖象,并由圖象求出小車的加速度a與質(zhì)量的倒數(shù)之間的關(guān)系式是________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖(a)所示的xoy平面處于勻強電場中,電場方向與x軸平行,電場強度E隨時間t變化的周期為T,變化圖線如圖(b)所示,E+E0時電場強度的方向沿x軸正方向.有一帶正電的粒子P,在某一時刻t0以某一速度v沿Y軸正方向自坐標原點O射入電場,粒子P經(jīng)過時間T到達的點記為A(A點在圖中未畫出).若t0=0,則OA連線與Y軸正方向夾角為45°,不計粒子重力:

(1)求粒子的比荷;

(2)若,求A點的坐標;

(3)若,求粒子到達A點時的速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在磁感強度B=5T的勻強磁場中,水平放置兩根間距d=0.2m的平行光滑直導軌,一端接有電阻R=9Ω,以及電鍵S和理想電壓表.垂直導軌擱置一根電阻r=1Ω的金屬棒ab,棒與導軌良好接觸.現(xiàn)用外力使金屬棒以速度v=10m/s勻速向右移動.試求:
(1)電鍵S閉合前、后電壓表的示數(shù);
(2)閉合電鍵S,外力移動棒的機械功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電場中有a、b兩點,則下列說法中正確的是( )

A.電勢φa<φb , 場強Ea>Eb
B.電勢φa>φb , 場強Ea<Eb
C.將電荷﹣q從a點移到b點電場力做正功
D.將電荷﹣q分別放在a、b兩點時具有的電勢能Epa>Epb

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】將一段導線繞成圖甲所示的閉合電路,并固定在水平面(紙面)內(nèi),回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強磁場Ⅰ中.回路的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場Ⅱ,以向里為磁場Ⅱ的正方向,其磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示.用F表示ab邊受到的安培力,以水平向右為F的正方向,能正確反映F隨時間t變化的圖象是( )

A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(單選) 在一大霧天,一輛小汽車以30 m/s的速度勻速行駛在高速公路上,突然發(fā)現(xiàn)正前方30 m處有一輛大卡車以10 m/s的速度同方向勻速行駛,小汽車緊急剎車,剎車過程中剎車失靈.如圖所示,圖線a、b分別為小汽車和大卡車的v-t圖象忽略剎車反應(yīng)時間,以下說法正確的是  

A.因剎車失靈前小汽車已減速,故不會發(fā)生追尾事故

B.在t=3 s時發(fā)生追尾事故

C.在t=5 s時發(fā)生追尾事故

D. 若緊急剎車時兩車相距40米,則不會發(fā)生追尾事故且兩車最近時相距10米

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的勻強電場,電場強度E=2×104 N/C.一電荷量q=+1×10﹣8 C的電荷從電場中的A點移動到B點,A、B之間的距離d=0.1m.求:

(1)電荷所受電場力的大小F;
(2)電場力對電荷做的功W.

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