一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球從距地面高h(yuǎn)處以一定的初速度水平拋出.在距拋出點(diǎn)水平距離L處,有一根管口比小球直徑略大的豎直細(xì)管,管上口距地面h/2,為使小球能無碰撞地通過管子,可在管子上方的整個(gè)區(qū)域加一個(gè)場強(qiáng)方向水平向左的勻強(qiáng)電場,如圖8-4-9所示.求

圖8-4-9

(1)小球初速v0;

(2)電場強(qiáng)度E的大;

(3)小球落地時(shí)的動能Ek.

解析:電場中粒子運(yùn)動,在水平方向上:

v0=qEt/m                                    ①

    豎直方向上:h/2=gt2/2                     

    又有mv02/2=Qel                          ③

    聯(lián)立①②③得:v0=2L/h  E=2mgL/qh

    小球落地時(shí)動能:Ek=mv02/2+mgh-EqL=mgh.

答案:(1)2L/h  (2)2mgL/qh  (3)mgh

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在水平地面上方附近有一范圍足夠大的互相正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向水平并垂直紙面向里.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電微粒在此區(qū)域內(nèi)沿豎直平面(垂直于磁場方向的平面)做速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動,重力加速度為g.
(1)此區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度的大小為
mg
q
mg
q
,方向
豎直向上
豎直向上

(2)若某時(shí)刻微粒在場中運(yùn)動到P點(diǎn)時(shí),其速度方向與水平方向的夾角為θ=60°,且已知P點(diǎn)與水平地面間的距離等于其做圓周運(yùn)動的半徑.則該微粒運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)與水平地面間的距離為
5mv
2qB
5mv
2qB

(3)當(dāng)帶電微粒運(yùn)動至最高點(diǎn)時(shí),將電場強(qiáng)度的大小變?yōu)樵瓉淼?span id="nskurav" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
1
2
(不計(jì)電場變化對原磁場的影響),且?guī)щ娢⒘D苈渲恋孛,則帶電微粒落至地面時(shí)的速度大小為
v2+
5mgv
2qB
v2+
5mgv
2qB

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?崇文區(qū)一模)如圖所示,在水平地面上方附近有一范圍足夠大的互相正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向水平并垂直紙面向里.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電微粒在此區(qū)域內(nèi)沿豎直平面(垂直于磁場方向的平面)做速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動,重力加速度為g.
(1)求此區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度的大小和方向
(2)若某時(shí)刻微粒在場中運(yùn)動到P點(diǎn)時(shí),速度與水平方向的夾角為60°,且已知P點(diǎn)與水平地面間的距離等于其做圓周運(yùn)動的半徑.求該微粒運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)與水平地面間的距離.
(3)當(dāng)帶電微粒運(yùn)動至最高點(diǎn)時(shí),將電場強(qiáng)度的大小變?yōu)樵瓉淼?span id="j909xpy" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
12
(不計(jì)電場變化對原磁場的影響),且?guī)щ娢⒘D苈渲恋孛,求帶電微粒落至地面時(shí)的速度大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?日照一模)如圖所示,在直角坐標(biāo)系xoy的第一、四象限區(qū)域內(nèi)存在兩個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場:垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場I、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場II,O、M、P、Q為磁場邊界和x軸的交點(diǎn)OM=MP=L.在第三象限存在沿y軸正向的勻強(qiáng)電場.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從電場中坐標(biāo)為(-2L,-L)的點(diǎn)以速度υ0沿+x方向射出,恰好經(jīng)過原點(diǎn)O處射入?yún)^(qū)域I又從M點(diǎn)射出區(qū)域I(粒子的重力忽略不計(jì)).
(1)求第三象限勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大小;
(2)求區(qū)域I內(nèi)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(3)如帶電粒子能再次回到原點(diǎn)O,問區(qū)域II內(nèi)磁場的寬度至少為多少?粒子兩次經(jīng)過原點(diǎn)O的時(shí)間間隔為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,直線MN上方存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場,現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子在紙面內(nèi)以某一速度從A點(diǎn)射入,其方向與MN成30°角,A點(diǎn)到MN的垂直距離為d,帶電粒子重力不計(jì).求:
(1)當(dāng)v滿足什么條件時(shí),粒子能回到A點(diǎn);
(2)在第(1)問的條件下,粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間t.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?遼寧二模)如圖甲所示,光滑、絕緣直角三角型斜面MON固定在水平地面上,ON邊長s=12m,θ=370;虛線左、右空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=
2πm
q
(T)
B2=
4πm
q
(T)
的勻強(qiáng)磁場,方向分別垂直于紙面向里、向外;整個(gè)空間存在著豎直方向的、隨時(shí)間交替變化的勻強(qiáng)電場(如圖乙所示,豎直向上方向?yàn)檎较颍诰郞點(diǎn)L=
6
π
(m)
處的P點(diǎn)有一物塊拋射器,在t=0時(shí)刻將一質(zhì)量為m、帶電荷量為q(q>0)的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))拋入電磁場,小物塊恰好能在O點(diǎn)切入ON斜面.設(shè)小物塊在ON面上滑行時(shí)無電荷損失且所受洛倫茲力小于2mgcosθ,求:
(1)小物塊拋出速度的大小;
(2)小物塊從拋出到運(yùn)動至N點(diǎn)所用時(shí)間.

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