【題目】如圖所示,xOy平面內(nèi),直線PQ、RSy軸平行,PQRS 、RSy軸之間的距離均為d。PQ、RS之間的足夠大區(qū)域Ⅰ內(nèi)有沿x軸正方向的勻強電場,場強大小為,RSy軸之間的足夠大區(qū)域Ⅱ內(nèi)有沿y軸負方向的勻強電場。y軸右側(cè)邊長為d的正六邊形OGHJKL區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向里的勻強磁場,正六邊形OGHJKLO點位于坐標原點,J點位于x軸上,F(xiàn)將一電荷量為q,質(zhì)量為m的帶正電粒子從直線PQ上的某點A由靜止釋放,經(jīng)PQRS之間的電場加速、RSy軸之間的電場偏轉(zhuǎn)后從坐標原點O點進入勻強磁場區(qū)域,經(jīng)磁場區(qū)域后從正六邊形的H點沿y軸正方向離開磁場。不計粒子所受重力,整個裝置處在真空中,粒子運動的軌跡在xOy平面內(nèi)。求:

(1)粒子經(jīng)直線RS從電場區(qū)域Ⅰ進入電場區(qū)域Ⅱ時的速度大小;

(2)電場區(qū)域Ⅱ的場強大小;

(3)磁場的磁感應(yīng)強度大小。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】試題分析:(1)粒子在電場力運動,電場力做正功,由動能定理即可求解運動的速度;(2)由由題意畫出粒子在電、磁場中運動的軌跡圖,并根據(jù)粒子在電場、磁場中運動的特點求解電場強度和磁感應(yīng)強度。

(1)設(shè)粒子進入電場區(qū)域Ⅱ時的速度大小為v0,由動能定理得

解得:

(2)由題意畫出粒子在電、磁場中運動的軌跡如圖所示

根據(jù)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的特點及幾何知識可知,粒子進入磁場時的速度方向與x軸的夾角

設(shè)Ⅱ區(qū)電場強度大小為E,粒子進入磁場時的速度大小為v,在y軸方向的分速度為,粒子在Ⅱ區(qū)運動加速度為,時間為t

由牛頓第二定律及勻變速運動規(guī)律得: ,

聯(lián)立以上各式解得:

(3)由根據(jù)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的特點及幾何知識可知,電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑:

由洛倫茲力提供向心力得:

由運動合成可知:

聯(lián)立以上各式解得:

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了探究受到空氣阻力時,物體運動速度隨時間的變化規(guī)律,某同學采用了加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系的實驗裝置(如圖所示).實驗時,平衡小車與木板之間的摩擦力后,在小車上安裝一薄板,以增大空氣對小車運動的阻力.

(1)往砝碼盤中加入一小砝碼,在釋放小車________(選填之前之后”)接通打點計時器的電源,在紙帶上打出一系列的點.

(2)從紙帶上選取若干計數(shù)點進行測量,得出各計數(shù)點的時間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表:

時間t/s

0

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

速度v/(m·s1)

0.12

0.19

0.23

0.26

0.28

0.29

請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出小車的vt圖象.

(3)通過對實驗結(jié)果的分析,該同學認為:隨著運動速度的增加,小車所受的空氣阻力將變大.你是否同意他的觀點?請根據(jù)vt圖象簡要闡述理由.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量均為MA、B兩滑塊放在粗糙水平面上,兩輕桿等長,桿與滑塊、桿與桿間均用光滑鉸鏈連接,在兩桿鉸合處懸掛一質(zhì)量為m的重物C,整個裝置處于靜止狀態(tài),設(shè)桿與水平面間的夾角為θ.下列說法正確的是 (  )

A. m一定時,θ越大,輕桿受力越大

B. m一定時,θ越小,滑塊對地面的壓力越大

C. θ一定時,m越大,滑塊與地面間的摩擦力越大

D. θ一定時,m越小,輕桿受力越小

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【題目】科學家經(jīng)過深入觀測研究,發(fā)現(xiàn)月球正逐漸離我們遠去,并且將越來越暗。有地理學家觀察了現(xiàn)存的幾種鸚鵡螺化石,發(fā)現(xiàn)其貝殼上的波狀螺紋具有樹木年輪一樣的功能,螺紋分許多隔,每隔上波狀生長線在30條左右,與現(xiàn)代農(nóng)歷一個月的天數(shù)完全相同。觀察發(fā)現(xiàn),鸚鵡螺的波狀生長線每天長一條,每月長一隔。研究顯示,現(xiàn)代鸚鵡螺的貝殼上,生長線是30條,中生代白堊紀是22條,侏羅紀是18條,奧陶紀是9條。已知地球表面的重力加速度為,地球半徑為6400km,現(xiàn)代月球到地球的距離約為38萬公里。始終將月球繞地球的運動視為圓周軌道,由以上條件可以估算奧陶紀月球到地球的距離約為

A. B. C. D.

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【題目】如圖所示,在O點處放置一個正電荷。在過O點的豎直平面內(nèi)的A點,由靜止釋放一個帶正電的小球,小球的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球落下的軌跡如圖所示,軌跡與以O為圓心、R為半徑的圓相交于B、C兩點,O、C在同一水平線上,∠BOC=30°,A距離OC的豎直高度為h,已知小球通過B點的速度為v,重力加速度為g,求:

(1)小球通過C點的速度大。

(2)小球由A運動到C的過程中電場力做的功。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】根據(jù)玻爾理論,氫原子在不同的能量狀態(tài),對應(yīng)著電子在不同的軌道上繞核做勻速圓周運動,電子做圓周運動的軌道半徑滿足,其中n為量子數(shù),即軌道序號,rn為電子處于第n軌道時的軌道半徑,已知電子的電荷量為e,質(zhì)量為m,電子在第1軌道運動的半徑為r1,靜電力常量為k。電子在第n軌道運動時氫原子的能量En為電子動能與電子-原子核這個系統(tǒng)的電勢能的總和。理論證明,系統(tǒng)的電勢能Ep和電子繞氫原子核做圓周運動的半徑r存在關(guān)系:(以無窮遠為電勢能零點)。請根據(jù)以上條件完成下面的問題。

①試證明電子在第n軌道運動時氫原子的能量En和電子在第1軌道運動時氫原子的能量E1滿足關(guān)系式;

②假設(shè)氫原子甲核外做圓周運動的電子從第2軌道躍遷到第1軌道的過程中所釋放的能量,恰好被量子數(shù)n=4的氫原子乙吸收并使其電離,即其核外在第4軌道做圓周運動的電子脫離氫原子核的作用范圍。不考慮電離前后原子核動能的改變,試求氫原子乙電離后電子的動能。

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【題目】如圖所示,在光滑水平面上停放質(zhì)量為m裝有弧形槽的小車.現(xiàn)有一質(zhì)量為2m的小球以v0的水平速度沿切線水平的槽口向小車滑去(不計摩擦),到達某一高度后,小球又返回小車右端,則(  )

A. 小球在小車上到達的最大高度為

B. 小球離車后,對地將做自由落體運動

C. 小球離車后,對地將向右做平拋運動

D. 此過程中小球?qū)囎龅墓?/span>

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑平行導軌寬為L,導軌平面與水平方向有夾角θ,導軌的一端接有電阻R導軌上有與導軌垂直的電阻也為R的輕質(zhì)金屬導線質(zhì)量不計,導線連著輕質(zhì)細繩,細繩的另一端與質(zhì)量為m的重物相連,細繩跨過無摩擦的滑輪整個裝置放在與導軌平面垂直的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中重物由圖示位置從靜止釋放,運動過程中金屬導線與導軌保持良好的接觸導軌足夠長,不計導軌的電阻

求:1重物的最大速度

2若重物從開始運動到獲得最大速度的過程中下降了h,求此過程中電阻R上消耗的電能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】Ⅰ.某研究小組設(shè)計了一種用一把尺子測定動摩擦因數(shù)的實驗方案。如圖所示,A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端與桌面相切),B是質(zhì)量為m的滑塊(可視為質(zhì)點)。

第一次實驗,如圖(a)所示,將滑槽末端與桌面右端M對齊并固定,讓滑塊從滑槽最高點由靜止滑下,最終落在水平地面上的P點,測出滑槽最高點距離桌面的高度h、M距離地面的高度HMP間的水平距離x1;

第二次實驗,如圖(b)所示,將滑槽沿桌面向左移動一段距離并固定,讓滑塊B再次從滑槽最高點由靜止滑下,最終落在水平地面上的P′點,測出滑槽末端與桌面右端M的距離L、MP′ 間的水平距離x2。

1)在第二次實驗中,滑塊到M點的速度大小為_____________。(用實驗中所測物理量的符號表示,已知重力加速度為g)。

2)(多選)通過上述測量和進一步的計算,可求出滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ,下列能引起實驗誤差的是_____。(選填序號)

Ah的測量 BH的測量 CL的測量 Dx2的測量

3)若實驗中測得h15 cmH25 cm、x130 cmL10 cm、x220 cm,則滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ_________。(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)

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