如圖所示,空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直。在電磁場(chǎng)區(qū)域中,有一個(gè)固定在豎直平面內(nèi)的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心,a、bc為圓環(huán)上的三個(gè)點(diǎn),a點(diǎn)為最高點(diǎn),c點(diǎn)為最低點(diǎn), bO沿水平方向。已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等,F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放,下列判斷正確的是
A.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí),洛倫茲力最大
B.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí),小球受到的支持力一定大于重力
C.小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),重力勢(shì)能減小,電勢(shì)能增大
D.小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電勢(shì)能增大,動(dòng)能先增大后減小
D

試題分析:小球受到水平向左的電場(chǎng)力和豎直向下的重力,二力大小相等,故二力的合力方向于水平方向成45°向左下,如圖,故小球運(yùn)動(dòng)到圓弧bc的中點(diǎn)時(shí),速度最大,此時(shí)的洛倫茲力最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.

小球到C點(diǎn)時(shí)支持力方向不確定,所以無(wú)法確定支持力和重力大小的比較,B錯(cuò)誤;.
小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加;因力的合力方向?qū)⒂谒椒较虺?5°向左下,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圓弧bc的中點(diǎn)時(shí)速度最大,所以小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)過(guò)程中,動(dòng)能先增大,后減。x項(xiàng)D正確.
點(diǎn)評(píng):該題要求同學(xué)們能夠根據(jù)受力分析找出做圓周運(yùn)動(dòng)新的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),再根據(jù)豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)解題,難度較大.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在xOy平面直角坐標(biāo)系中,直角三角形MNL內(nèi)存在垂直于xOy平面向里磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),三角形的一直角邊ML長(zhǎng)為6a,落在y軸上,∠NML = 30°,其中位線OP在x軸上.電子束以相同的速度v0從y軸上-3a≤y≤0的區(qū)間垂直于y軸和磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng),已知從y軸上y=-2a的點(diǎn)射入磁場(chǎng)的電子在磁場(chǎng)中的軌跡恰好經(jīng)過(guò)點(diǎn).若在直角坐標(biāo)系xOy的第一象限區(qū)域內(nèi),加上方向沿y軸正方向、大小為E=Bv0的勻強(qiáng)電場(chǎng),在x=3a處垂直于x軸放置一平面熒光屏,與x軸交點(diǎn)為Q.忽略電子間的相互作用,不計(jì)電子的重力.試求:

(1)電子的比荷;
(2)電子束從+y軸上射入電場(chǎng)的縱坐標(biāo)范圍;
(3)從磁場(chǎng)中垂直于y軸射入電場(chǎng)的電子打到熒光屏上距Q點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

一個(gè)帶電微粒在如圖所示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).則該帶電微粒必然帶_______,旋轉(zhuǎn)方向?yàn)開(kāi)______.若已知圓半徑為r,電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則線速度為_(kāi)______.
 

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖,圓柱桶的一個(gè)橫截面在xOy平面內(nèi),與x軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O,圓心為,半徑為,在與y軸成=角的直徑兩端開(kāi)有小孔,F(xiàn)在桶內(nèi)加勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為,方向平行于軸線向外,該裝置就是一個(gè)離子速度選擇器。離子束以某一入射角從孔射入,取值不同,就有不同速率的離子從孔射出。x軸下方存在方向沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng),其右邊界上放置一個(gè)與y軸平行、間距為的擋板,板上開(kāi)有小孔(與、共線),緊靠孔處安放一離子探測(cè)器。當(dāng)離子源S以入射角對(duì)準(zhǔn)孔發(fā)射某種正離子,電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小為時(shí),探測(cè)器檢測(cè)到有離子射入。不計(jì)離子重力和離子間的作用,打在桶壁和擋板上的離子不再反彈。試求:

(1)射入探測(cè)器上的離子的比荷(電荷量與質(zhì)量之比);
(2)射入探測(cè)器上的離子在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,真空中存在重力場(chǎng)及相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),一帶電液滴在此復(fù)合場(chǎng)空間中可能有不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。下列關(guān)于帶電液滴的電性和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的說(shuō)法中正確的是
A.如果帶正電,液滴可能處于靜止?fàn)顟B(tài)
B.如果帶負(fù)電,液滴可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.如果帶正電,液滴可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.如果帶負(fù)電,液滴可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(13分)在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系中,存在一個(gè)半徑R=0.2 m的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T,方向垂直紙面向外,該磁場(chǎng)區(qū)域的右邊緣與y坐標(biāo)軸相切于原點(diǎn)O點(diǎn).y軸右側(cè)存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=1.0×104 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng),方向沿y軸正方向,電場(chǎng)區(qū)域?qū)挾?i>l=0.1 m.現(xiàn)從坐標(biāo)為?(-0.2 m,-0.2 m?)的P點(diǎn)發(fā)射出質(zhì)量m=2.0×10-9 kg、帶電荷量q=5.0×10-5 C的帶正電粒子,沿y軸正方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),速度大小v0=5.0×103 m/s.(粒子重力不計(jì)).

(1)求該帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo);
(2)為了使該帶電粒子能從坐標(biāo)為(?0.1 m,-0.05 m?)的點(diǎn)回到電場(chǎng),可在緊鄰電場(chǎng)的右側(cè)一正方形區(qū)域內(nèi)加勻強(qiáng)磁場(chǎng),試求所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和正方形區(qū)域的最小面積.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(10分) 一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v從O點(diǎn)沿y軸正方向射入一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域后,從b處穿過(guò)x軸,速度方向與x軸正方向的夾角為30°,同時(shí)進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為E、方向沿與x軸負(fù)方向成60°角斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,通過(guò)了b點(diǎn)正下方的c點(diǎn),如圖所示,粒子的重力不計(jì),試求:

(1)圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積;
(2)c點(diǎn)到b點(diǎn)的距離。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

兩塊平行金屬板MN、PQ水平放置,兩板間距為d、板長(zhǎng)為l,在緊靠平行板右側(cè)的正三角形區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),三角形底邊BCPQ在同一水平線上,頂點(diǎn)AMN在同一水平線上,如圖所示.一個(gè)質(zhì)量為m、電量為+q的粒子沿兩板中心線以初速度v0水平射入,若在兩板間加某一恒定電壓,粒子離開(kāi)電場(chǎng)后垂直AB邊從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),BD=AB,并垂直AC邊射出(不計(jì)粒子的重力).

求:
(1)兩極板間電壓;
(2)三角形區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(3)若兩板間不加電壓,三角形區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.要使粒子進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后能從AB邊射出,試求所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,某空間存在互相正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向水平向右,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,一個(gè)帶負(fù)電荷的小球以一定初速度(速度方向平行于紙面)由a點(diǎn)進(jìn)入電磁場(chǎng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是
A.從a到b,小球可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.從a到b,小球不可能做勻變速運(yùn)動(dòng)
C.從a到b,小球可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
D.從a到b,小球機(jī)械能可能不變

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同步練習(xí)冊(cè)答案