【題目】如圖所示,間距為L的、足夠長的豎直線MN、PQ間有一水平向右的勻強(qiáng)電場。MN左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。PQ右側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為4B。一質(zhì)量為m、電量為q的正粒子,MN線上O點(diǎn)以大小為v0的速度水平向右進(jìn)入電場,經(jīng)時間到達(dá)PQ線。不計(jì)粒子重力。求:

(1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E;

(2)若粒子從O點(diǎn)以大小為v0、水平向左的速度進(jìn)入MN左側(cè)磁場(圖中未畫出),求粒子回到O點(diǎn)經(jīng)過的時間t。

【答案】(1) (2)

【解析】

電場中做勻加速直線運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式求出勻強(qiáng)電場的場強(qiáng),在左側(cè)磁場中偏轉(zhuǎn)半圓,進(jìn)入電場,離開電場進(jìn)入右側(cè)磁場中偏轉(zhuǎn)半圓,經(jīng)歷4次循環(huán),再在左側(cè)磁場中偏轉(zhuǎn)半周,回到了出發(fā)點(diǎn)O。

解:(1)電場中,根據(jù)牛頓第二定律有,

由運(yùn)動學(xué)公式,

.

(2)在左側(cè)磁場中偏轉(zhuǎn)半圓,根據(jù)牛頓第二定律有

經(jīng)歷時間.

在電場中加速到v,經(jīng)歷時間

,

在右側(cè)磁場中偏轉(zhuǎn)半圓,根據(jù)牛頓第二定律有

經(jīng)歷時間

在電場中減速到v0,經(jīng)歷時間仍為.

之后經(jīng)歷4次循環(huán),再在左側(cè)磁場中偏轉(zhuǎn)半周,回到了出發(fā)點(diǎn)O.

故總時間為.

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,真空中豎直條形區(qū)域I存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,條形區(qū)域II存在水平向左的勻強(qiáng)電場,磁場和電場寬度均為L且足夠長,圖中虛線是磁場與電場的分界線,M、N為涂有熒光物質(zhì)的豎直板,帶電粒子打在M、N板上被吸附時就會發(fā)出熒光,F(xiàn)有一束帶正電粒子從A處以速度v連續(xù)不斷地射入磁場,入射方向與M板成60°夾角且與紙面平行,已知帶正粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q,不計(jì)粒子重力和相互作用力。求:

(1)若帶正電粒子垂直打在N板上,I區(qū)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

(2)在第(1)問中,調(diào)節(jié)電場強(qiáng)度的大小,N板上的亮斑剛好消失時的場強(qiáng)E;

(3)若區(qū)域II的電場強(qiáng)度,要使M板出現(xiàn)亮斑,I區(qū)磁場的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖1所示,半徑R=0.45m的光滑1/4圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),B為軌道的最低點(diǎn),B點(diǎn)右側(cè)的光滑的水平面上緊挨B點(diǎn)有一靜止的小平板車,平板車質(zhì)量M=lkg,長度l=1m,小車的上表面與B點(diǎn)等高,距地面高度h=0.2m.質(zhì)量m=lkg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從圓弧最高點(diǎn)A由靜止釋放.取g=10m/s2.試求:

(1)物塊滑到軌道上的B點(diǎn)時對軌道的壓力大;

(2)若鎖定平板車并在上表面鋪上一種特殊材料,其動摩擦因數(shù)從左向右隨距離均勻變化如圖2所示,求物塊滑離平板車時的速率;

(3)若解除平板車的鎖定并撤去上表面鋪的材料后,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,物塊仍從圓弧最高點(diǎn)A由靜止釋放,求物塊落地時距平板車右端的水平距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直放置的金屬板間有水平方向的加速電場水平放置的平行金屬板間有豎直方向的偏轉(zhuǎn)電場,O、P為豎直板上的兩孔,兩豎直板間電壓為U1,兩水平板長為l,間距為d,兩水平板間的電壓為U2。一質(zhì)量為m,電量為q的帶負(fù)電粒子,有O點(diǎn)從靜止開始,水平加速穿過P點(diǎn),最后從平行金屬板右側(cè)穿出(圖中未畫出)。粒子與金屬板間未發(fā)生碰撞,不計(jì)粒子重力,求:

(1)粒子穿出加速電場時的動能Ek1;

(2)粒子穿出偏轉(zhuǎn)電場時的動能Ek2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)放一個光滑絕緣的半圓形軌道,圓心O與軌道左、右最高點(diǎn)a、c在同一水平線上,水平方向的勻強(qiáng)磁場與半圓形軌道所在的平面垂直。一個帶負(fù)電荷的小滑塊由靜止開始從半圓軌道的最高點(diǎn)a滑下,則下列說法中正確的是

A. 滑塊經(jīng)過最低點(diǎn)b時的速度與磁場不存在時相等

B. 滑塊從a點(diǎn)到最低點(diǎn)b所用的時間與磁場不存在時短

C. 滑塊經(jīng)過最低點(diǎn)b時對軌道壓力與磁場不存在時相等

D. 滑塊能滑到右側(cè)最高點(diǎn)c

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,某小組完成了一系列實(shí)驗(yàn)操作后,得到了一條紙帶如圖乙所示,選取紙帶上某個清晰的點(diǎn)標(biāo)為O,然后每兩個打點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),分別標(biāo)為12、3、45、6,用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5、6O點(diǎn)的距離分別為h1h2、h3、h4h5、h6.

1)已知打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期為T,可求出打各個計(jì)數(shù)點(diǎn)時對應(yīng)的速度分別為v1、v2v3、v4v5,其中v5的計(jì)算式為v5________.

2)若重錘的質(zhì)量為m,取打點(diǎn)O時重錘所在水平面為參考平面,分別算出打各個計(jì)數(shù)點(diǎn)時對應(yīng)重錘的勢能Epi和動能Eki,則打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時對應(yīng)重錘的勢能Ep3______;接著在Eh坐標(biāo)系中描點(diǎn)作出如圖丙所示的EkhEph圖線,求得Eph圖線斜率的絕對值為k1Ekh圖線斜率為k2.k1k2滿足________關(guān)系時重錘機(jī)械能守恒.

3)關(guān)于上述實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的是________

A.實(shí)驗(yàn)中可用干電池作為電源

B.為了減少阻力的影響,重錘的密度和質(zhì)量應(yīng)該適當(dāng)大些

C.若紙帶上打出的點(diǎn)被拉長為短線,應(yīng)適當(dāng)調(diào)高電源電壓

D.圖丙Ekh圖線縱軸上的截距表示重錘經(jīng)過參考平面時的初動能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,直角三角形ABC區(qū)域中存在一勻強(qiáng)磁場,比荷相同的兩個粒子(不計(jì)重力)A點(diǎn)沿AB方向射入磁場,分別從AC邊上的P、Q兩點(diǎn)射出,則

A. Q點(diǎn)射出的粒子速度大

B. P點(diǎn)射出的粒子速度大

C. Q點(diǎn)射出的粒子在磁場中運(yùn)動的時間長

D. 兩個粒子在磁場中運(yùn)動的時間一樣長

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩平行的粗糙金屬導(dǎo)軌傾斜固定在勻強(qiáng)磁場中,并通過導(dǎo)線與電源相連,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為37°,磁感線方向豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T,導(dǎo)軌寬度為1m,電源電動勢為6V,內(nèi)阻為1Ω; 一質(zhì)量為1kg的金屬棒ab垂直于平行導(dǎo)軌放置并接觸良好,金屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為0.5,導(dǎo)軌、金屬棒與導(dǎo)線電阻均忽略不計(jì);

(1)若棒ab保持靜止,且滑動變阻器電阻調(diào)節(jié)范圍足夠大,請作出ab棒可能的受力分析圖(不用列式

(2)要使金屬棒不能向下運(yùn)動,求滑動變阻器阻值的最大值(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明同學(xué)在上海迪士尼樂園體驗(yàn)了超刺激的游戲項(xiàng)目創(chuàng)極速光輪后,對過山車類型的軌道運(yùn)動充滿了興趣。為此他自己利用器材設(shè)計(jì)拼接了一條軌道,如圖所示,ABC為一條水平軌道,BC段長度為20cm,斜直軌道CD段長度15cm,與水平面夾角θ=370,BC段與CD段在C點(diǎn)平滑連接,豎直圓弧軌道DEF的圓心為O1,半徑R1=10cm,圓軌道與CD相切于D點(diǎn),E為圓弧軌道的最高點(diǎn),半徑O1F水平FG段為豎直軌道,與1/4圓軌道GH相切于G點(diǎn),圓形軌道GH圓心為O2,半徑R2=4cm,G、O2、D在同一水平線上,水平軌道HK長度為40cm,HKCD軌道錯開。在AB段的A端固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧自然伸長時剛好位于B端,現(xiàn)在B端放置一個小環(huán)(可視為質(zhì)點(diǎn))但不栓接,小環(huán)的質(zhì)量為m=0.01kg,現(xiàn)推動小環(huán)壓縮彈簧d后釋放,小環(huán)恰好能運(yùn)動到D點(diǎn)。已知小環(huán)只在軌道BCCD、HK上受到摩擦力,動摩擦因數(shù)μ=0.5,彈簧彈性勢能與彈簧彈性形變量的二次方成正比。不計(jì)空氣阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.則:

1)求小環(huán)在B點(diǎn)的速度大小v

2)某次實(shí)驗(yàn),彈簧壓縮量為2d,求小環(huán)在E處對軌道的壓力;

3)小環(huán)能否停在HK上?若能,求出彈簧壓縮量的取值范圍;若不能,請說明理由。

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