【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xoy,其第一、三象限內(nèi)存在水平向右的勻強電場,第四象限內(nèi)存在豎直向上的勻強電場,場強大小均相等但未知。若在第三象限加上垂直xoy平面的磁場,可使質(zhì)量為m、帶電量為+q的油滴以初速度v0沿直線AO運動,直線AOy軸負(fù)半軸的夾角為45°,重力加速度為g,求:

1)勻強電場場強大小及第三象限所加磁場的方向;

2)油滴第一次經(jīng)過x軸正半軸時與原點O的距離;

3)若在第四象限加上垂直紙面向外的勻強磁場,可使油滴經(jīng)一次偏轉(zhuǎn)回到第三象限,求所加磁場磁感應(yīng)強度大小的取值范圍。(答案可保留根號)

【答案】(1) , 磁場方向垂直紙面向里(2) (3)

【解析】

(1)受力分析由平衡條件可求得場強,根據(jù)左手定則可判斷磁場方向;(2)進(jìn)入第一象限,豎直方向受重力,做豎直上拋運動,水平方向受電場力,做勻加速直線運動,由牛頓第二定律結(jié)合運動學(xué)公式可求解;(3)在第四象限,加磁場后油滴做勻速圓周運動,畫出臨界情況的示意圖,由牛頓第二定律、運動學(xué)公式、幾何關(guān)系可求解最大磁感應(yīng)強度.

(1)油滴受力如圖所示,則有:

解得:

由左手定則知:磁場方向垂直紙面向里

(2)進(jìn)入第一象限,豎直方向受重力,再次回到x軸的時間:

水平方向受電場力,做勻加速直線運動

由牛頓第二定律得:qE=max

水平位移:

解得:

(3)在第四象限,qE=mg,加磁場后油滴做勻速圓周運動,油滴向左下側(cè)偏轉(zhuǎn),臨界情況如圖所示:

合速度大小為:

設(shè)速度與x軸正方向的夾角為θ,則有:

由幾何關(guān)系得:R+Rsinθ=x

得:

又:

得:

即所加磁場磁感應(yīng)強度大小的取值范圍為:

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】地球上某處海水的周期性漲落稱為潮汐。潮汐主要是月球?qū)K囊υ斐傻,太陽的引力也起一定的作用,但要弱得多。引起潮汐的力稱為引潮力,引潮力沿垂直海水表面向上(背離地心)最大處,海水形成高峰;反之,引潮力沿垂直海水表面向下(指向地心)最大處,海水出現(xiàn)低谷。為簡化研究,只在地-月系統(tǒng)分析問題,此時引潮力可稱為月潮力。假設(shè)地球表面全部被海水覆蓋,如圖所示,月地距離為r,地球半徑為R,月球質(zhì)量為M,地球質(zhì)量為M;A為近月點,B為遠(yuǎn)月點。如取直角坐標(biāo)系的x軸沿月地聯(lián)線,θ為地表某處的半徑與x軸正方向的夾角。該處質(zhì)量為Δm的海水的月潮力在x軸、y軸上的分力值Fx、Fy分別是 ;;依據(jù)已學(xué)的知識,結(jié)合上述公式,判斷下列說法正確的是

A. 月潮力就是地球?qū)K囊?/span>B. 月潮力就是月球?qū)K囊?/span>

C. 近月點處的海水月潮力向下最大D. 遠(yuǎn)月點處的海水月潮力向上最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲圖是一列沿x軸正方向傳播的橫波在2s時的波動圖象,乙圖是該波上某質(zhì)點從零時刻起的振動圖象,a、b是介質(zhì)中平衡位置為x1=3mx2=5m的兩個質(zhì)點,下列說法正確的是 (填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分)

A. 該波的波速是2m/s

B. 04s內(nèi),a質(zhì)點運動的路程為20cm

C. t=2s時刻,a、b兩質(zhì)點的速度相同

D. 若該波在傳播過程中遇到頻率為0.25Hz的另一橫波時,可能發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象

E. x=100m處的觀察者向x軸負(fù)方向運動時,接收到該波的頻率一定為0 25Hz

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平面上A、B兩物塊的接觸面水平,二者疊放在一起在作用于B上的水平恒定拉力F的作用下沿地面向右做勻速運動,某時刻撤去力F后,二者仍不發(fā)生相對滑動,關(guān)于撤去F前后下列說法正確的是

A. 撤去F之前A受3個力作用

B. 撤去F之前B受到4個力作用

C. 撤去F前后,A的受力情況不變

D. A、B間的動摩擦因數(shù)不小于B與地面間的動摩擦因數(shù)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量M=1kg的半圓弧形絕緣凹槽放置在光滑的水平面上,凹槽部分嵌有cdef兩個光滑半圓形導(dǎo)軌,ce端由導(dǎo)線連接,一質(zhì)量m=lkg的導(dǎo)體棒自ce端的正上方h=2m處平行ce由靜止下落,并恰好從ce端進(jìn)入凹槽,整個裝置處于范圍足夠大的豎直方向的勻強磁場中,導(dǎo)體棒在槽內(nèi)運動過程中與導(dǎo)軌接觸良好。已知磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5T,導(dǎo)軌的間距與導(dǎo)體棒的長度均為L=0.5m,導(dǎo)軌的半徑r=0.5m,導(dǎo)體棒的電阻R=1Ω,其余電阻均不計,重力加速度g=10m/s2,不計空氣阻力。

(1)求導(dǎo)體棒剛進(jìn)入凹槽時的速度大。

(2)求導(dǎo)體棒從開始下落到最終靜止的過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量;

(3)若導(dǎo)體棒從開始下落到第一次通過導(dǎo)軌最低點的過程中產(chǎn)生的熱量為16J,求導(dǎo)體棒第一次通過最低點時回路中的電功率。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩束顏色不同的單色光a、b平行于三棱鏡底邊BCAB邊射入,經(jīng)三棱鏡折射后相交于點P,下列說法正確的是___________。

A.三棱鏡對a光的折射率大于對b光的折射率

B.在三棱鏡中a光的傳播速度大于b光的傳播速度

C.同一種介質(zhì)對a光的臨界角大于對b光的臨界角

D.在利用a光和b光做衍射實驗時,b光的實驗現(xiàn)象更明顯

E. 經(jīng)過同一雙縫所得干涉條紋,a光的條紋間距小于b光的條紋間距

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩條平行導(dǎo)軌傾斜地固定在絕緣地面上,導(dǎo)軌間距為d,在導(dǎo)軌的底端連接一阻值為R的定值電阻,在空間加一垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場,將一質(zhì)量為m、阻值為R、長度為d的金屬桿垂直地放在導(dǎo)軌上,給金屬桿一沿斜面向上的大小為v的初速度,當(dāng)其沿導(dǎo)軌向上運動的位移大小為x時,速度減為零,已知導(dǎo)軌的傾角為α、金屬桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ、重力加速度為g.則金屬桿從出發(fā)到到達(dá)最高點的過程中,下列說法正確的是(  )

A. 金屬桿所受安培力的最大值為

B. 金屬桿克服安培力做的功為

C. 定值電阻產(chǎn)生的熱量為

D. 金屬桿減少的機(jī)械能為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒垂直放在光滑水平導(dǎo)軌ab、cd上,導(dǎo)軌跟直流電源相連,兩導(dǎo)軌間的距離為L,閉合開關(guān)后導(dǎo)體棒中通過恒定的電流。勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧一端固定,另一端拴在棒的中點,且與棒垂直,整個裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,當(dāng)棒處于靜止?fàn)顟B(tài)時彈簧處于伸長狀態(tài)且伸長量為x,則下列說法正確的是(  )

A. 回路中的電流為逆時針方向

B. 金屬棒靜止時電流等于

C. 若僅將電流方向反向,電流改變方向后的瞬間,導(dǎo)體棒的加速度大小為

D. 改變磁場方向,使磁場與導(dǎo)軌abcd平行,則金屬棒受到的安培力等于零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,E為內(nèi)阻不能忽略的電池,R1、R2、R3為定值電阻,S0、S為開關(guān),VA分別為電壓表與電流表。初始時S0閉合,S斷開,現(xiàn)將S閉合,則( 。

A. 電流表的示數(shù)增大 B. 電壓表的示數(shù)減小

C. 電源的總功率減小 D. 電源的效率提高

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