【題目】如圖甲所示,豎直平面xOy內(nèi),在y軸右側(cè)存在豎直向下的電場強度為E1的勻強電場和一個交變磁場,磁感應(yīng)強度大小為B1,交變磁場變化規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定垂直紙面向里為磁場的正方向。在第二象限存在方向水平向左的電場強度為E2的勻強電場和一個方向垂直紙面向外的勻強磁場。帶負(fù)電的粒子從x軸上的A點與x軸成θ角沿直線運動,經(jīng)過y軸上的P點進入y軸右側(cè)后做勻速圓周運動,當(dāng)粒子剛進入y軸右側(cè)時,交變磁場立即從t=0開始變化。現(xiàn)已知P點坐標(biāo)為(0,d),粒子的電荷量為q,粒子質(zhì)量為m, 。

(1)θ。

(2)若已知交變磁場的周期T=,粒子在t=0時經(jīng)過P點,t=時恰好水平經(jīng)過x軸上的Q點,求Q點的橫坐標(biāo)。

【答案】1 2

【解析】解:(1)粒子受洛倫茲力而做直線運動,一定是做勻速直線運動受力如圖所示,

又因為粒子在第一象限做勻速圓周運動,所以重力與電場力平衡,qE1=mg

(2)可得粒子與y軸正方向成30°角射入第一象限,磁場的變化周期粒子運動的周期,

所以

粒子轉(zhuǎn)動一周的,磁場就發(fā)生變化所以每次轉(zhuǎn)動圓心角為

因為開始時粒子速度與y軸正方向成30°角,轉(zhuǎn)到速度方向沿y軸向下磁場方向即發(fā)生變化到達xQ經(jīng)歷的總時間等于磁場變化半周期的3倍和粒子做圓周運動的周期T的總和,畫出粒子的運動軌跡如圖所示

即經(jīng)過三個150°和一個90°,恰好水平過xQ粒子每轉(zhuǎn)一次150°,軌跡如圖所示

向下移動距離為,向右移動距離為

共向下移動2.5r,P點坐標(biāo)(0,d)可知2.5r=d,

解得

由圖可知,粒子到達Q點時共向右移動的距離為

所以Q點橫坐標(biāo)

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】質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時,引力勢能可表示為,其中G為引力常量,M為地球質(zhì)量。該衛(wèi)星原來在半徑為R1的軌道I上繞地球做勻速圓周運動,經(jīng)過橢圓軌道II的變軌過程進入半徑為R3圓形軌道III繼續(xù)繞地球運動,其中P為I軌道與II軌道的切點,Q點為II軌道與III軌道的切點。下列判斷正確的是

A. 衛(wèi)星在軌道I上的動能為

B. 衛(wèi)星在軌道III上的機械能等于

C. 衛(wèi)星在II軌道經(jīng)過Q點時的加速度小于在III軌道上經(jīng)過Q點時的加速度

D. 衛(wèi)星在I軌道上經(jīng)過P點時的速率大于在II軌道上經(jīng)過P點時的速率

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個大小相同的帶電小球AB,小球A帶有電荷量Q,小球B帶有電荷量7Q,小球A固定在絕緣細(xì)桿上,小球B用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上,兩球球心的高度相同、間距為d,此時細(xì)線與豎直方向的夾角為θ,F(xiàn)讓兩個帶電小球接觸一下,然后再讓兩個小球球心的高度相同、間距仍為d,已知靜電力常量為k,重力加速度為g,兩帶電小球可視為點電荷。則

A. 細(xì)線與豎直方向的夾角變大

B. 兩球之間的庫侖力變小

C. 兩球之間的庫侖力變?yōu)樵瓉淼?/span>9/7

D. 細(xì)線的拉力變大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,絕緣水平面上固定著兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌PQ、MN相距為L=0.5m,ef右側(cè)導(dǎo)軌處于勻強磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下,磁感應(yīng)強度B的大小如圖乙變化。開始時ab棒和cd棒鎖定在導(dǎo)軌如圖甲位置,ab棒與cd棒平行,ab棒離水平面高度為h=0.2m,cd棒與ef之間的距離也為L,ab棒的質(zhì)量為m1=0.2kg,有效電阻R1=0.05Ω,cd棒的質(zhì)量為m2=0.1kg,有效電阻為R2=0.15Ω。(設(shè)a、b棒在運動過程始終與導(dǎo)軌垂直,兩棒與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計)。問:

(1)0~1s時間段通過cd棒的電流大小與方向;

(2)假如在1s末,同時解除對ab棒和cd棒的鎖定,穩(wěn)定后ab棒和cd棒將以相同的速度作勻速直線運動, 試求這一速度;

(3)ab棒和cd棒從解除鎖定到開始以相同的速度作勻速運動,ab棒產(chǎn)生的熱量為多少?

(4)ab棒和cd棒速度相同時,它們之間的距離為多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,固定在豎直面內(nèi)的光滑絕緣圓環(huán)半徑為R,圓環(huán)上套有質(zhì)量分別為m2m的兩個帶電的小球A、B(均可看作質(zhì)點),小球A帶正電,小球B帶負(fù)電,帶電荷量均為q,且小球A、B用一長為2R的輕質(zhì)絕緣細(xì)桿相連,豎直面內(nèi)有豎直向下的勻強電場(未畫出),電場強度大小為E=。現(xiàn)在給小球一個擾動,使小球A從最高點由靜止開始沿圓環(huán)下滑,已知重力加速度為g,在小球A滑到最低點的過程中,下列說法正確的是 ( )

A. 小球A減少的機械能等于小球B增加的機械能

B. 細(xì)桿對小球A和小球B做的總功為0

C. 小球A的最大速度為

D. 細(xì)桿對小球B做的功為mgR

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,理想變壓器原線圈a、b兩端接正弦交變電壓V),電壓表V接在副線圈c、d兩端。不計導(dǎo)線電阻,下列說法正確的是

A. 滑動變阻器滑片向右滑動時電壓表V示數(shù)不變

B. 滑動變阻器滑片向右滑動時電流表A2的示數(shù)始終為0

C. 若滑動變阻器滑片不動,原線圈ab兩端輸入電壓改為V),則電流表A1的示數(shù)增大

D. 若滑動變阻器滑片不動,原線圈a、b兩端輸入電壓改為V),則電流表A1的示數(shù)減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,A,B兩質(zhì)點從同一點O分別以相同的水平速度v0沿x軸正方向拋出,A在豎直平面內(nèi)運動,落地點為P1;B沿光滑斜面運動,落地點為P2,P1P2在同一水平面上,不計阻力,則下列說法正確的是(  )

A. A、B的運動時間相同

B. AB沿x軸方向的位移相同

C. A、B運動過程中的加速度大小相同

D. A、B落地時速度大小相同

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組在研究單擺時改進了實驗方案,將一力傳感器連接到計算機上。圖甲中O點為單擺的固定懸點,現(xiàn)將小擺球(可視為質(zhì)點)拉至A點,此時細(xì)線處于張緊狀態(tài),釋放擺球,則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C之間來回擺動,其中B點為運動中的最低位置,∠AOB=∠COB=α,α小于10°且是未知量。同時由計算機得到了擺線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線圖乙(均為已知量),且圖中t=0時刻為擺球從A點開始運動的時刻(重力加速度為g)。根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息,下列說法正確的是( )

A. 該單擺的周期為t2

B. 根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息可求出擺球的質(zhì)量

C. 根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息不能求出擺球在最低點B時的速度

D. 若實驗時,擺球做了圓錐擺,則測得的周期變長

E. 若增加擺球的質(zhì)量,擺球的周期不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,圓弧形槽固定在地面上,COD為水平直徑,在光滑的半球形絕緣內(nèi)壁有質(zhì)量分別為mA、mB兩帶同種電荷的小球,各自帶電量為qA、qBA、B兩小球與球心O點連線與豎直方向分別成37°、53°夾角,處于靜止?fàn)顟B(tài),則

A. 質(zhì)量關(guān)系一定滿足mA> mB

B. 電荷量關(guān)系一定滿足qA> qB

C. 現(xiàn)用外力將小球B緩慢移動到球心O點正下方,AB系統(tǒng)電勢能將減小

D. 突然向下撤去半球形凹槽,小球AB將做曲線運動,且A、B系統(tǒng)電勢能可能增大

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案