【題目】如圖所示,豎直面內(nèi)有水平線MN與豎直線PQ交于P點(diǎn),O在水平線MN上,OP間距為d,一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子,從O處以大小為v0、方向與水平線夾角為θ=60的速度,進(jìn)入大小為E1的勻強(qiáng)電場中,電場方向與豎直方向夾角為θ=60,粒子到達(dá)PQ線上的A點(diǎn)時(shí),其動能為在O處時(shí)動能的4倍.當(dāng)粒子到達(dá)A點(diǎn)時(shí),突然將電場改為大小為E2,方向與豎直方向夾角也為θ=60的勻強(qiáng)電場,然后粒子能到達(dá)PQ線上的B點(diǎn).電場方向均平行于MN、PQ所在豎直面,圖中分別僅畫出一條電場線示意其方向。已知粒子從O運(yùn)動到A的時(shí)間與從A運(yùn)動到B的時(shí)間相同,不計(jì)粒子重力,已知量為mq、v0d.求:

(1)粒子從OA運(yùn)動過程中,電場力所做功W;

(2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E1E2;

(3)粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動能EkB

【答案】(1) (2)E1 E2 (3) EkB

【解析】

(1)對粒子應(yīng)用動能定理可以求出電場力做的功。

(2)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動,應(yīng)用類平拋運(yùn)動規(guī)律可以求出電場強(qiáng)度大小。

(3)根據(jù)粒子運(yùn)動過程,應(yīng)用動能計(jì)算公式求出粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動能。

(1) 由題知:粒子在O點(diǎn)動能為Eko=粒子在A點(diǎn)動能為:EkA=4Eko,粒子從OA運(yùn)動過程,由動能定理得:電場力所做功:W=EkA-Eko=;

(2) O為坐標(biāo)原點(diǎn),初速v0方向?yàn)?/span>x軸正向,

建立直角坐標(biāo)系xOy,如圖所示

設(shè)粒子從OA運(yùn)動過程,粒子加速度大小為a1,

歷時(shí)t1,A點(diǎn)坐標(biāo)為(x,y)

粒子做類平拋運(yùn)動:x=v0t1,y=

由題知:粒子在A點(diǎn)速度大小vA=2v0,vAy=,vAy=a1t1

粒子在A點(diǎn)速度方向與豎直線PQ夾角為30°。

解得: ,

由幾何關(guān)系得:ysin60°-xcos60°=d,

解得: ,

由牛頓第二定律得:qE1=ma1

解得:

設(shè)粒子從AB運(yùn)動過程中,加速度大小為a2,歷時(shí)t2,

水平方向上有:vAsin30°=a2sin60°,,qE2=ma2

解得: ,;

(3) 分析知:粒子過A點(diǎn)后,速度方向恰與電場E2方向垂直,再做類平拋運(yùn)動,

粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)動能:EkB=,vB2=(2v02+(a2t22

解得:。

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,一定質(zhì)量的理想氣體被光滑的活塞封閉在導(dǎo)熱良好的氣缸內(nèi).活塞質(zhì)量為m=20kg,橫截面積為S=0.01m2.氣缸與水平面成=30°角靠在墻上,活塞靜止時(shí),活塞下表面與氣缸底部的距離L=48cm,此時(shí)氣體的溫度為27℃.已知外界大氣壓強(qiáng)p0=1.0X105Pa,并始終保持不變,重力加速度g=10m/s2.求:

(1)若將氣缸緩慢地沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)到豎直位置,此時(shí)活塞下表面與氣缸底部的距離;

(2)若將缸內(nèi)氣體的溫度升高,為使活塞仍處于第(1)問的位置不變,可在活塞上表面均勻添放鐵沙,當(dāng)缸內(nèi)溫度為47℃時(shí),添加在活塞上表面的鐵沙質(zhì)量是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】真空中,一直線上有M、ON、P四個(gè)點(diǎn),相鄰兩點(diǎn)間距相等,現(xiàn)在O點(diǎn)放一點(diǎn)電荷Q,如圖所示,則(

A. 電勢φMφN B. 電勢φMφP

C. 場強(qiáng)大小EMEP D. 電勢差UONUNP

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在地面上方某點(diǎn)將一小球以一定的初速度沿水平方向拋出,不計(jì)空氣阻力,則小球在隨后的運(yùn)動中

A.速度和加速度的方向都在不斷變化

B.速度與加速度方向之間的夾角一直減小

C.在相等的時(shí)間間隔內(nèi),速率的變量相等

D.在相等的時(shí)間間隔內(nèi),動能的改變量相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】四根相互平行的通電長直導(dǎo)線a、b、c、d電流均為I,如圖所示放在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上,每根通電直導(dǎo)線單獨(dú)存在時(shí),四邊形中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都是B,則四根通電導(dǎo)線同時(shí)存在時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)椋ā 。?/span>

A. 大小為2B;

B. 大小為2B;

C. 方向向左;

D. 方向向上。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,M、N兩平行金屬板間存在著正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,一帶電粒子(重力不計(jì))從O點(diǎn)以速度υ沿著與兩板平行的方向射入場區(qū)后,做勻速直線運(yùn)動,經(jīng)過時(shí)間t1飛出場區(qū);如果兩板間撤去磁場,粒子仍以原來的速度從O點(diǎn)進(jìn)入電場,經(jīng)過時(shí)間的t2飛出電場;如果兩板間撤去電場,粒子仍以原來的速度從O點(diǎn)進(jìn)入磁場后,經(jīng)過時(shí)間t3飛出磁場,則t1、t2、t3的大小關(guān)系為( 。

A. t1=t2t3 B. t2t1t3 C. t1=t2=t3 D. t1t2=t3

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】空間有一沿x軸分布的電場,其電勢φx變化如圖,下列說法正確的是(  )

A. x1-x1兩點(diǎn)的電勢相等

B. x1點(diǎn)的電場強(qiáng)度比x3點(diǎn)電場強(qiáng)度小

C. 一正電荷沿x軸從x1點(diǎn)移動到-x1點(diǎn),電勢能一直增大

D. 一負(fù)電荷沿x軸從x1點(diǎn)移動到x3點(diǎn),電場力先做正功再做負(fù)功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置探究加速度與物體受力的關(guān)系,已知小車的質(zhì)量為M,單個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的交流電源的頻率為50 Hz,動滑輪質(zhì)量不計(jì),實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,其中與定滑輪及彈簧測力計(jì)相連的細(xì)線豎直;

②調(diào)節(jié)長木板的傾角,輕推小車后,使小車能沿長木板向下勻速運(yùn)動;

③掛上鉤碼,接通電源后,再放開小車,打出一條紙帶,由紙帶求出小車的加速度;

④改變鉤碼的數(shù)量,重復(fù)步驟③,求得小車在不同合力作用下的加速度。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)過程,回答以下問題:

(1)對于上述實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是__________ (填選項(xiàng)前的字母)。

A.鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 B.實(shí)驗(yàn)過程中鉤碼處于超重狀態(tài)

C.與小車相連的細(xì)線與長木板一定要平行 D.彈簧測力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為鉤碼重力的一半

(2)實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖所示,圖中兩鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出,由該紙帶可求得小車的加速度a=__________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)若交流電的實(shí)際頻率大于50 Hz,則上述(2)中加速度a計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比__________(選填偏大偏小、不變”)。

(4)由本實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖像,與本實(shí)驗(yàn)相符合的是__________。

(5)若實(shí)驗(yàn)步驟②中,讓長木板水平放置,沒有做平衡摩擦力,其余實(shí)驗(yàn)步驟不變且操作正確,讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F,處理紙帶,得到滑塊運(yùn)動的加速度a;改變鉤碼個(gè)數(shù),重復(fù)實(shí)驗(yàn),以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F為縱坐標(biāo),以加速度a為橫坐標(biāo),得到的圖象是縱軸截距為b的一條傾斜直線,如圖所示。已知小車的質(zhì)量為M,重力加速度為g,忽略滑輪與繩之間的摩擦以及紙帶與限位孔之間的摩擦,則小車和長木板之間的動摩擦因數(shù)μ__________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)我們的生活。某實(shí)驗(yàn)小組要精確測定額定電壓為5VLED燈泡正常工作時(shí)的電阻,已知該燈泡正常工作時(shí)電阻大約為500Ω,其電學(xué)符號與小燈泡電學(xué)符號相同。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有

A.電流表A1(量程為60mA,內(nèi)阻RA1,約為,讀數(shù)記為I1

B.電流表A2(量程為3mA,內(nèi)阻RA220Ω,讀數(shù)記為I2

C.電壓表V(量程015V,內(nèi)阻RVlkΩ,讀數(shù)記為U

D.定值電阻R1980Ω

E.定值電阻R21980Ω

F.滑動變阻器R020Ω

G.蓄電池E(電動勢為24V,內(nèi)阻很。

H.開關(guān)S,導(dǎo)線若干

1)部分電路原理圖如圖所示,請選擇合適的器材,電表1____,電表2____,定值電阻為____(填寫器材前的字母編號)

2)將電路圖補(bǔ)充完整.

3)寫出測量LED燈正常工作時(shí)的電阻表達(dá)式Rx________(用巳知量和測量量表示),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置.當(dāng)表達(dá)式中的____(填字母)達(dá)到______,記下另一電表的讀數(shù)代入表達(dá)式,其結(jié)果即為LED燈正常工作時(shí)的電阻.

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同步練習(xí)冊答案