【題目】如圖所示,相距為d的平行金屬板M、N間存在勻強電場和垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B0的勻強磁場;在xOy直角坐標(biāo)平面內(nèi),第一象限有沿y軸負(fù)方向場強為E的勻強電場,第四象限有垂直坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.一質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子(不計重力)以初速度v0沿平行于金屬板方向射入兩板間并做勻速直線運動,從P點垂直y軸進(jìn)入第一象限,經(jīng)過x軸上的A點射出電場進(jìn)入磁場.已知離子過A點時的速度方向與x軸成45°角.求:

(1)金屬板M、N間的電壓U;

(2)離子運動到A點時速度v的大小和由P點運動到A點所需時間t

(3)離子第一次離開第四象限磁場區(qū)域的位置C(圖中未畫出)與坐標(biāo)原點的距離OC

【答案】(1)

(2) t

(3)

【解析】試題分析:(1)由離子做勻速直線運動,則有電場力等于洛倫茲力,從而根據(jù)U=Ed,可確定金屬板M、N間的電壓U;

2)離子在第一象限做類平拋運動,由出射角度可得到入射速度與出射速度的關(guān)系;將類平拋運動分解x、y軸兩方向,再由牛頓第二定律與運動學(xué)公式可算出離子運動到A點時速度V的大小和由P點運動到A點所需時間t;

3)根據(jù)離子做類平拋運動,由位移公式確定離子沿x軸方向的距離,再由離子做勻速圓周運動,根據(jù)幾何知識,確定半徑與已知長度的關(guān)系,從而算出OC距離.

解:(1)設(shè)平行金屬板M、N間勻強電場的場強為Eo,

則有:U=Eod

因為離子在金屬板方向射入兩板間,并做勻速直線運動

則有:qEo=qvoBo

解得:金屬板M、N間的電壓U=Bovod

2)在第一象限的電場中離子做類平拋運動,

則有:

故離子運動到A點時的速度:

牛頓第二定律:qE=ma

vy=at

解得,離子在電場E中運動到A點所需時間:

3)在磁場洛倫茲力提供向心力,

則有:

解得:

由幾何知識可得

因此離子第一次離開第四象限磁場區(qū)域的位置C與坐標(biāo)原點的距離

則有:

答:(1)金屬板MN間的電壓Bovod;

2)離子運動到A點時速度V的大小和由P點運動到A點所需時間;

3)離子第一次離開第四象限磁場區(qū)域的位置C(圖中未畫出)與坐標(biāo)原點的距離

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,A、B是某個點電荷電場中的一根電場線,在線上O點放一個自由的負(fù)電荷它將沿電場線向B點運動,下列判斷中哪些正確的是( )

A.電場線由B指向A,該電荷作加速運動,其加速度越來越小

B.電場線由B指向A,該電荷作加速運動,其加速度越來越大

C.電場線由B指向A,該電荷作加速運動,其加速度大小的變化由題設(shè)條件不能確定

D.電場線由A指向B,電荷作勻加速運動

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在兩個點電荷Q1、Q2產(chǎn)生的電場中,實線為其電場線分布,虛線為電子(不計重力)從A點運動到B點的運動軌跡,則下列判斷正確的是 ( )

A. 電子經(jīng)過A點的加速度比經(jīng)過B點的加速度大

B. Q1的電荷量大于Q2的電荷量

C. 電子在A點的電勢能大于在B點的電勢能

D. 兩個點電荷連線中點O的場強為零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半圓形框架豎直放置在粗糙的水平地面上,光滑的小球P在水平外力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),P與圓心O的連線與水平面的夾角為θ,將力F在豎直面內(nèi)沿順時針方向緩慢地轉(zhuǎn)過90°,框架與小球始終保持靜止?fàn)顟B(tài)。在此過程中下列說法正確的是( )

A. 框架對小球的支持力先減小后增大

B. 拉力F的最小值為mgcosθ

C. 地面對框架的摩擦力先減小后增大

D. 框架對地面的壓力先增大后減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于光的干涉、衍射和偏振,下列說法中正確的有(  )

A.高級照相機鏡頭在陽光下呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象

B.全息照相的拍攝主要是利用了光的偏振原理

C.通過手指間的縫蹤觀察日光燈,可以看到彩色條紋,這是光的衍射現(xiàn)象

D.中國古代的“小孔成像”實驗,反映了光波的衍射

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,a的質(zhì)量是2kg,b的質(zhì)量是1kg.設(shè)接觸面是光滑的,ab都靜止不動,其中a受兩個或兩個以上彈力的有

A. B.

C. D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】波蘭天文學(xué)家哥白尼在1543年發(fā)表的《天體運行論》中提出什么學(xué)說,去否定天主教會宣揚的“地心說”

A.天圓地方B.宇宙無窮C.日心說D.月心說

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在水平面上固定兩個相互緊靠的三角形斜面,將a、bc三個小球從左邊斜面的頂點以不同的初速度向右水平拋出,落在斜面上時其落點如圖所示,小球a落點距水平面的高度最低。下列判斷正確的是( )

A. 小球c的飛行時間最長 B. 小球c的初速度最大

C. 小球a的速度偏向角最大 D. 小球a的飛行過程速度變化最小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(專題卷)(10分)2008年9月25日21時10分,神舟七號飛船成功發(fā)射,共飛行2天20小時27分鐘,繞地球飛行45圈后,于9月28日17時37分安全著陸。航天員翟志剛著飛天艙外航天服,在劉伯明的配合下,成功完成了空間出艙活動,進(jìn)行了太空行走。出艙活動結(jié)束后,釋放了伴飛衛(wèi)星,并圍繞軌道艙進(jìn)行伴飛實驗。神舟七號是由長征2F運載火箭將其送入近地點為A,遠(yuǎn)地點為B的橢圓軌道上,實施變軌后,進(jìn)入預(yù)定圓軌道,其簡化的模擬軌道如圖12所示。假設(shè)近地點A距地面高度為h,飛船在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用的時間為t,地球表面的重力加速度為g,地球半徑R,試求:

(1)飛船在近地點A的加速度aA大小;

(2)飛船在預(yù)定圓軌道上飛行的速度的大小。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案