【題目】如圖，在平面直角坐標(biāo)系xoy的第四象限區(qū)域都有沿方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在第一象限的某個(gè)長(zhǎng)方形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，其下邊界在x軸上，左邊界在y軸上。一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電微粒重力不計(jì)，以初速度從圖中的P點(diǎn)沿方向進(jìn)入電場(chǎng)，通過(guò)x軸上的Q點(diǎn)時(shí)速度為，PQ間沿方向的距離為L，帶電微粒進(jìn)入第一象限后，由于磁場(chǎng)的作用，該微粒再次通過(guò)x軸時(shí)，恰好沿方向經(jīng)過(guò)原點(diǎn)求：

勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。

微粒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑及微粒從P到O運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

在xoy平面內(nèi)長(zhǎng)方形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。

【答案】。

【解析】

對(duì)微粒由動(dòng)能定理求解得電場(chǎng)強(qiáng)度大�。晃⒘�P點(diǎn)到O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，由速度公式求解時(shí)間。Q到O做勻速圓周，根據(jù)周期求解運(yùn)動(dòng)時(shí)間；由速度的分解求出微粒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度與水平方向的夾角，根據(jù)牛頓第二定律求出磁場(chǎng)中軌跡半徑，即可求得長(zhǎng)方形磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)和寬，從而求出面積。

以初速度從圖中的P點(diǎn)沿方向進(jìn)入電場(chǎng)，通過(guò)x軸上的Q點(diǎn)時(shí)速度為，
在電場(chǎng)力的方向上的位移，
由動(dòng)能定理得：
聯(lián)立解得：；
微粒由P點(diǎn)到Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中時(shí)間
，故
又，
微粒進(jìn)入第一象限做勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
故微粒從P到O的時(shí)間
如圖所示：

有，由幾何關(guān)系可得長(zhǎng)度形磁場(chǎng)區(qū)域的最小長(zhǎng)度和寬度分別為：、R，所以磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在高度為H的豎直區(qū)域內(nèi)分布著互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左；磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里。在該區(qū)域上方的某點(diǎn)A，將質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球，以某一初速度水平拋出，小球恰好在該區(qū)域作直線運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為g。

(1)求小球平拋的初速度v0；

(2)若電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，求A點(diǎn)距該區(qū)域上邊界的高度h；

(3)若令該小球所帶電荷量為－q，以相同的初速度將其水平拋出，小球離開(kāi)該區(qū)域時(shí)，速度方向豎直向下，求小球穿越該區(qū)域的時(shí)間。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t＝0時(shí)波形圖如圖中實(shí)線所示，此時(shí)波剛好傳到c點(diǎn)；當(dāng)t＝0.6s時(shí)波恰好傳到e點(diǎn)，波形如圖中虛線所示，a、b、c、d、e是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是

A. 這列波的周期T＝0.4s

B. 質(zhì)點(diǎn)d在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程為20cm

C. 當(dāng)t＝0.6s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)e將要沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)

D. 當(dāng)t＝0.6s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a速度沿y軸負(fù)方向

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】重核裂變的一個(gè)核反應(yīng)方程為U+n→Xe+Sr+xn，已知U、Xe、Sr的平均結(jié)合能分別為7.6MeV、8.4MeV、8.7MeV，則

A. 該核反應(yīng)方程中x=10

B. U的中子數(shù)為92

C. 該核反應(yīng)釋放9.5MeV的能量

D. U的平均結(jié)合能比Xe小，U比Xe更穩(wěn)定

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，半徑OC與OB夾角為60°。甲電子以速率v從A點(diǎn)沿直徑AB方向射入磁場(chǎng)，從C點(diǎn)射出。乙電子以速率從B點(diǎn)沿BA方向射入磁場(chǎng)，從D點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)射出，則

A. C、D兩點(diǎn)間的距離為2R

B. C、D兩點(diǎn)間的距離為R

C. 甲在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是乙的2倍

D. 甲在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是乙的3倍

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，虛線I、Ⅱ、Ⅲ分別表示地球衛(wèi)星的三條軌道，其中軌道I為與第一宇宙速度7.9km/s對(duì)應(yīng)的近地環(huán)繞圓軌道，軌道Ⅱ?yàn)闄E圓軌道，軌道Ⅲ為與第二宇宙速度11.2km/s對(duì)應(yīng)的脫離軌道，a、b、c三點(diǎn)分別位于三條軌道上，b點(diǎn)為軌道Ⅱ的遠(yuǎn)地點(diǎn)，b、c點(diǎn)與地心的距離均為軌道I半徑的2倍，則

A. 衛(wèi)星在軌道Ⅱ的運(yùn)行周期為軌道I的2倍

B. 衛(wèi)星經(jīng)過(guò)a點(diǎn)的速率為經(jīng)過(guò)b點(diǎn)的倍

C. 衛(wèi)星在a點(diǎn)的加速度大小為在c點(diǎn)的4倍

D. 質(zhì)量相同的衛(wèi)星在b點(diǎn)的機(jī)械能小于在c點(diǎn)的機(jī)械能

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，絕緣水平面內(nèi)固定有一間距d＝1 m、電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)光滑矩形導(dǎo)軌AKDC，導(dǎo)軌兩端接有阻值分別為R1＝3 Ω和R2＝6 Ω的定值電阻．矩形區(qū)域AKFE、NMCD范圍內(nèi)均有方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ．一質(zhì)量m＝0．2 kg．電阻r＝1 Ω的導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上AK與EF之間某處，在方向水平向右、大小F0＝2 N的恒力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，剛要到達(dá)EF時(shí)導(dǎo)體棒ab的速度大小v1＝3 m/s，導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ后，導(dǎo)體棒ab中通過(guò)的電流始終保持不變．導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，空氣阻力不計(jì)．

(1)求導(dǎo)體棒ab剛要到達(dá)EF時(shí)的加速度大小a1；

(2)求兩磁場(chǎng)邊界EF和MN之間的距離L；

(3)若在導(dǎo)體棒ab剛要到達(dá)MN時(shí)將恒力F0撤去，

求導(dǎo)體棒ab能繼續(xù)滑行的距離s以及滑行該距離s的過(guò)程中整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱Q．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示是由電荷量分別為＋6q和－q的兩個(gè)點(diǎn)電荷組成的一個(gè)電荷系統(tǒng)，其中A、B是兩點(diǎn)電荷所在位置，N、P、Q是AB連線上的三點(diǎn)，N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零。若規(guī)定無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則下列說(shuō)法正確的是

A. 圖中左側(cè)A點(diǎn)為＋6q的點(diǎn)電荷

B. N點(diǎn)的電勢(shì)大于零

C. P點(diǎn)電勢(shì)高于Q點(diǎn)電勢(shì)

D. P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于Q點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】游樂(lè)場(chǎng)有一種叫做“快樂(lè)飛機(jī)”的游樂(lè)項(xiàng)目，模型如圖所示。已知模型飛機(jī)質(zhì)量為m固定在長(zhǎng)為L的旋臂上，旋臂與豎直方向夾角為θ，當(dāng)模型飛機(jī)以角速度ω繞中央軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是

A. 模型飛機(jī)受到重力、旋臂的作用力和向心力

B. 旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力方向一定與旋臂垂直

C. 旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力大小為

D. 若夾角θ增大，則旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力減小

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案