【題目】如圖所示，坐標(biāo)系xoy位于光滑絕緣水平面內(nèi)，其中第二象限內(nèi)存在一個(gè)與坐標(biāo)平面平行方向如圖的勻強(qiáng)電場。一質(zhì)量為M，電量為的小球a從A點(diǎn)由靜止釋放。沿AO方向運(yùn)動(dòng)。到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度為v，AO長度為若小球a恰能與靜止在O點(diǎn)質(zhì)量為的不帶電小球b發(fā)生彈性碰撞，相碰時(shí)電荷量平分，同時(shí)瞬間撤去電場并在整個(gè)空間加一垂直于坐標(biāo)平面向下的勻強(qiáng)磁場。忽略兩小球間的靜電力及小球運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生磁場的影響。求：

(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E；

(2)，b兩球碰后的速度；

(3)若從a，b兩球相碰到兩球與O點(diǎn)第一次共線所用時(shí)間為t，則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為多少？

【答案】(1)；(2)和； (3)。

【解析】

小球a在電場中做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)速度位移公式結(jié)合可求得勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E；
、b兩球發(fā)生彈性碰撞，遵守動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒，由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律求兩球碰后的速度；
、b兩球碰后在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得兩球運(yùn)動(dòng)周期，畫出軌跡，分析時(shí)間t與兩球周期的關(guān)系，求解勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

(1)設(shè)a球在電場中運(yùn)動(dòng)的加速度為a，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得：

解得：
設(shè)a、b兩球碰后的速度分別為和，取碰撞前a球的速度方向?yàn)檎较�，由�?dòng)量守恒定律和機(jī)械能能守恒定律得：
。
。
解得：，
由于碰后兩球都帶正電在磁場中向同一方向偏轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖。

由，得：
則得：，
如圖所示a、b兩球與O點(diǎn)第一次共線時(shí)有：
解得：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖均勻薄壁U形管，左管上端封閉，右管開口且足夠長，管的截面積為S，內(nèi)裝有密度為ρ的液體。右管內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞擱在固定卡口上，卡口與左管上端等高，活塞與管壁間無摩擦且不漏氣。溫度為T0時(shí)，左、右管內(nèi)液面等高，兩管內(nèi)空氣柱長度均為L，壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)P0，重力加速度為g。現(xiàn)使左右兩管溫度同時(shí)緩慢升高，在活塞離開卡口上升前，左右兩管液面保持不動(dòng)，試求：

（1）溫度升高到T1為多少時(shí)，右管活塞開始離開卡口上升；

（2）溫度升高到T2為多少時(shí)，兩管液面高度差為L。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)在學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)后，繪出了一個(gè)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度a、速度v、位移x隨時(shí)間t變化的圖象，如圖所示。若物體在t＝0時(shí)刻，初速度為零，則下列圖象中表示物體沿單一方向運(yùn)動(dòng)的是（　　）

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的圓環(huán)，可在 水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng)，將細(xì)桿置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中．現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖象可能是圖中的（　）

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（a）所示，兩段間距均為L的長平行金屬導(dǎo)軌，左段表面光滑、與水平面成θ角固定放置，頂端MN之間連接定值電阻R1，右段導(dǎo)軌表面粗糖、水平放置，末端CD之間連接一電源，電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r，兩段導(dǎo)軌中間EF處通過一小段絕緣光滑軌道將它們圓滑連接起來�？臻g存在以EF為邊界的磁場，左側(cè)為勻強(qiáng)磁場，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，大小為B1，右側(cè)為變化磁場，方向水平向右，大小隨時(shí)間變化如圖（b）所示�，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻為R2、長為L的金屬棒擱在左側(cè)頂端，由靜止釋放，金屬棒到達(dá)EF之前已經(jīng)勻速，接著進(jìn)入水平軌道，且整個(gè)過程中沒有離開導(dǎo)軌。設(shè)金屬棒到達(dá)邊界EF處t＝0，金屬棒與水平導(dǎo)軌動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則：

（1）金屬棒到達(dá)EF處的速度大��；

（2）請(qǐng)寫出金屬棒在水平軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的表達(dá)式（右側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度用B2表示）；

（3）試通過分析，描述金屬棒到達(dá)水平軌道后的運(yùn)動(dòng)情況。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用同一光電管研究a、b、c三束單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間的電壓U的關(guān)系曲線如圖所示，由此可判斷

A. a、b、c光的頻率關(guān)系為νa>νb>νc

B. a、b、c光的頻率關(guān)系為νa=νb<νc

C. 用三束單色光照射光電管時(shí)，a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大

D. 用三束單色光照射光電管時(shí)，b光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是(　　)

A. 原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量

B. 一重原子核衰變成α粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能

C. 銫原子核()的結(jié)合能小于鉛原子核()的結(jié)合能

D. 比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在空間中水平面MN的下方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，質(zhì)量為m的帶電小球由MN上方的A點(diǎn)以一定初速度水平拋小球，從B點(diǎn)進(jìn)入電場，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度方向恰好水平，A、B、C三點(diǎn)在同一直線上，且AB＝2BC，如圖所示．由此可知（ ）

A. 小球從A到B到C的整個(gè)過程中機(jī)械能守恒

B. 電場力大小為2mg

C. 小球從A到B與從B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為2∶1

D. 小球從A到B與從B到C的加速度大小之比為2∶1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，平行板電容器接到一個(gè)恒定電源上，開關(guān)始終閉合，下板接地，兩板間有一個(gè)點(diǎn)P，固定著一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷。當(dāng)把下板向下移動(dòng)一小段距離的過程中，下列判斷正確的是（ ）

A. 兩板間電容增大B. 點(diǎn)電荷受到的電場力變小

C. 點(diǎn)電荷的電勢能變大D. 電阻左端A的電勢低于右端B的電勢

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