精英家教網(wǎng)在豎直向上的勻強(qiáng)電場中,用細(xì)繩懸掛一個不帶電的絕緣小球a,質(zhì)量為m1.帶電荷量為q、質(zhì)量為m2的小球b以水平速度v與a相撞,如圖所示.在a、b碰撞后的瞬間細(xì)繩斷裂,并同時在該區(qū)域立即加上一個磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,經(jīng)過時間t=
m2
2qB
,兩小球第二次相撞,若不計(jì)碰撞前后兩球電荷量的變化情況,下列說法中正確的是( 。
分析:a、b碰撞后,細(xì)繩斷裂,加上勻強(qiáng)磁場,知a球做平拋運(yùn)動,b球電場力和重力平衡,b球做勻速圓周運(yùn)動,經(jīng)過時間t=
m2
2qB
=
3
4
T
,兩者發(fā)生第二次相遇,抓住平拋運(yùn)動的水平位移等于豎直位移,等于圓周運(yùn)動的半徑,結(jié)合帶電粒子在磁場中的半徑公式以及動量守恒定律求出小球a下落的高度為v的關(guān)系,以及小球a、b與初速度v的關(guān)系.
解答:解:設(shè)a球碰后的速度為v1,b球碰后的速度為v2,由動量守恒定律得,
m2v=m1v1-m2v2  ①
可知a球做平拋運(yùn)動,b球做圓周運(yùn)動,
因?yàn)锽的周期T=
m2
qB
,經(jīng)過t=
m2
2qB
=
3
4
T
兩球第二次相遇,則可知a球平拋運(yùn)動的水平位移和豎直位移都等于b球做圓周運(yùn)動的半徑R.
又R=
m2v2
qB
   ②
又x=h=R=v1t=
m2v1
2qB
   ③
聯(lián)立①②③解得h=
m
2
2
v
qB(2m1-3πm2)
,v1=
2m2v
2m1-3πm2
v2=
m2v
2m1-3πm2
.故C正確,A、B、D錯誤.
故選C.
點(diǎn)評:本題考查了平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動的綜合,涉及到帶電粒子的半徑公式、周期公式,以及動量守恒定律,綜合性較強(qiáng),對學(xué)生的能力要求較高,需加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練.
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,在豎直向上的勻強(qiáng)電場中,有三個小球A、B、C依次用不可伸長的絕緣絲線相連接掛于O點(diǎn),質(zhì)量分別為5m、3m和2m.其中只有B球帶電為-Q,電場的場強(qiáng)為E,現(xiàn)將AO線燒斷,在燒斷瞬間.試求:
(1)A球的加速度大。
(2)A、B球之間線的張力大;
(3)B、C間線的張力大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,直角坐標(biāo)系的ox軸水平,oy軸豎直;M點(diǎn)坐標(biāo)為(-0.3m,0)、N點(diǎn)坐標(biāo)為(-0.2m,0);在-0.3m≤X≤-0.2m的長條形范圍內(nèi)存在豎直方向的勻強(qiáng)電場E0;在X≥0的范圍內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為E=20N/C;在第一象限的某處有一圓形的勻強(qiáng)磁場區(qū),磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T.有一帶電量q=+1.0×10-4C、質(zhì)量m=2×10-4kg的微粒以v0=0.5m/s的速度從M點(diǎn)沿著x軸正方向飛入電場,恰好垂直經(jīng)過y軸上的P點(diǎn)(圖中未畫出,yP>0),而后微粒經(jīng)過第一象限某處的圓形磁場區(qū),擊中x軸上的Q點(diǎn),速度方向與x軸正方向夾角為60°.g取10m/s2.求:
(1)場強(qiáng)E0的大小和方向;
(2)P點(diǎn)的坐標(biāo)及圓形磁場區(qū)的最小半徑r;
(3)微粒從進(jìn)入最小圓形磁場區(qū)到擊中Q點(diǎn)的運(yùn)動時間(可以用根號及π等表示)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在豎直向上的勻強(qiáng)電場中有三個小球A、B、C,用不伸長的絕緣絲線相連掛于O點(diǎn),質(zhì)量分別為5m、3m和2m,其中只有B球帶電-Q,電場強(qiáng)度為E.現(xiàn)將AO線燒斷,在燒斷瞬間,A球的加速度為
QE
8m
+g
QE
8m
+g
,A、B間線的張力為
5
8
QE
5
8
QE
,B、C間線的張力為
0
0

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在豎直向上的勻強(qiáng)電場中,從傾角為θ的斜面上的M點(diǎn)水平拋出一個帶負(fù)電小球,小球的初速度為v0,最后小球落在斜面上的N點(diǎn).在已知θ、v0和小球所受的電場力大小F及重力加速度g的條件下,不計(jì)空氣阻力,則下列的判斷正確的是( 。
A、由圖可知小球所受的重力大小可能等于電場力B、可求出小球落到N點(diǎn)時重力的功率C、可求出小球落到N點(diǎn)時速度的大小和方向D、可求出小球從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過程中電勢能的變化量

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案