【題目】如圖所示,一個邊長為L=0.8 m(abbcL),高為h=0.8 m的光滑實心立方體固定在水平面上(其中靠外面的cd邊所在豎直面足夠長,稱為A”),上表面處有垂直cd邊的勻強電場,方向如圖,電場強度為E=4 N/C,在立方體前方外有豎直向上的勻強磁場。今在a點以不同的速度v0沿ab邊射入質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球。試求:(本題可能用到的數(shù)據(jù):g=10 m/s2,π=3.14,tan α分別等于2、3、4、5時,對應的α的弧度值分別為1.11、1.25、1.33、1.37。如果有碰撞皆為彈性碰撞,但與地面的碰撞是完全非彈性的,最終結果保留兩位小數(shù))

(1)如果射入的小球都能從cd邊射出,求出速度v0的范圍?

(2)滿足條件(1)時,如果小球都能直接落在A面之前的水平面上,那么磁感應強度B應滿足什么條件?

(3)如果某個小球恰好從dc邊中點射出電場,落地點恰好在dc邊的正下方的邊線上,那么磁感應強度B多大?落地點與射出點的水平距離多大?

【答案】(1) (2)3.14T(3)3.62n(T);0.88m

【解析】

(1)根據(jù)平拋運動的規(guī)律求解速度v0的范圍;(2)根據(jù)圓周運動以及自由落體運動的規(guī)律求解磁感應強度B應滿足的條件;(3)根據(jù)圓周運動的規(guī)律,結合幾何關系求解磁感應強度B以及落地點與射出點的水平距離.

(1)Lv0mt,Lgt2

所以最大速度為則:v0m,0≤v0

0≤v0≤2.00 m/s

(2)如果直接從d點飛出對應的圓心角最小α=π,做圓運動的最短時間為tmin

那么在tmin時間內(nèi)小球必須著地,自由落體的時間t

ttmin,則B=3.14 T

(3)tan α=4= (α=1.33),v0

下落過程中,可能與A面發(fā)生碰撞,碰撞后不影響豎直方向的運動,但對水平面的運動有影響,如圖是水平面內(nèi)的運動情況圖。從M點射出,運動了圓心角為2π-2α角后在N點相碰,然后又運動了圓心角為2π-2α角后再次與A面相碰,因此可能運動了n個這樣的圓弧恰好落地,因此小球在磁場中運動的時間為:

t

其中n=1,2,3……

豎直下落的時間為t′=

所以tt,則有:

則:B=3.62n(T)(n=1,2,3……)

射出的速度為v,半徑為R,圓心角為2π-2α,所以MN=2Rsin α

MN,vsin αvygt″=g

所以

距射出點的水平距離為xMN·nm=0.88 m

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是顯像管原理示意圖,電子束經(jīng)電子槍加速后,進入偏轉(zhuǎn)磁場偏轉(zhuǎn)不加磁場時,電子束打在熒光屏正中的O點.若要使電子束打在熒光屏上位置由O逐漸向上移向A,則(  )

A. 在偏轉(zhuǎn)過程中,電子束做勻加速曲線運動

B. 偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應強度應逐漸變大

C. 偏轉(zhuǎn)磁場的方向應垂直于紙面向內(nèi)

D. 若要使電子束打在熒光屏上位置由O逐漸向上移向A的同時還慢慢偏向紙外方向,則應再疊加一個向上的逐漸變大的磁場

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸正向傳播,已知波速v=40m/s,在t1=0t2=0.85s時刻,其波形圖分別如圖中的實線和虛線所示,P是此波的傳播方向上的一點,則質(zhì)點P的振動周期T=_________s;在t1~t2時刻質(zhì)點P運動的路程是_________m;在t1=0時刻質(zhì)點P的振動方向是_________。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學為了研究力與加速度的關系,設計以下實驗。如圖所示,A是質(zhì)量為M的盒子,放在水平面上,通過細線繞過光滑輕滑輪與小桶B(質(zhì)量為m0)相連,在A中裝滿了質(zhì)量為M的沙子,然后不斷地從A中往桶B里搬沙子,當共搬了某質(zhì)量(記為m)的沙子放到桶B中時,輕推盒子A,發(fā)現(xiàn)AB恰好可以一起勻速運動,然后該同學:

A中拿出質(zhì)量為m1的沙子放入B中,將A從某固定位置釋放,測出A滑到滑輪處的時間t1;然后從A中再拿出質(zhì)量為m1的沙子放入B中,將A從同一位置釋放,測出A滑到滑輪處的時間t2,如此往復,一共測量了5次,然后以AB及其中所有的沙子為研究對象進行研究。

(1)為保證實驗的完成和準確,以下說法正確的是_______。

A.必須有的儀器設備有天平、刻度尺(測量釋放盒子A時盒子到滑輪的距離L)和秒表(釋放盒子A后盒子從釋放到到達滑輪處的時間t)

B.必須保證桶B及其中的沙子的質(zhì)量遠小于A及其中沙子的質(zhì)量

C.細線必須保證與水平面平行

D.必須保證水平面足夠光滑

(2)最后該同學處理數(shù)據(jù)時,得到amx圖象是一條直線(mxnm1,其中n=1,2,3,4,5),其斜率為k,測得當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g,則勻速運動時桶B中的沙子的質(zhì)量m________。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑R=0.45 m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),B為軌道的最低點,B點右側(cè)的光滑的水平面上緊挨B點有一靜止的小平板車,平板車質(zhì)量M=2.0 kg,長度l=0.5 m,小車的上表面與B點等高,距地面高度h=0.2 m。質(zhì)量m=1.0 kg的物塊(可視為質(zhì)點)從圓弧最高點A由靜止釋放。重力加速度g 10 m/s2

(1)求物塊滑到軌道上的B點時對軌道的壓力;

(2)若將平板車鎖定并且在上表面鋪上一種特殊材料,其與物塊之間的動摩擦因數(shù)μ從左向右隨距離均勻變化,如圖乙所示,求物塊滑離平板車時的速度。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器與電動勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計)連接,下極板接地。一帶電油滴位于容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離

A. 帶點油滴將沿豎直方向向上運動 B. P點的電勢將降低 C. 帶點油滴的電勢將減少 D. 若電容器的電容減小,則極板帶電量將增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】手持較長軟繩端點O以周期T在豎直方向上做簡諧運動,帶動繩上的其他質(zhì)點振動形成簡諧波沿繩水平傳播,示意如圖。繩上有另一質(zhì)點P,且O、P的平衡位置間距為L。t=0時,O位于最高點,P的位移恰好為零,速度方向豎直向上,下列判斷正確的是

A. 該簡諧波是縱波

B. 該簡諧波的最大波長為2L

C. 時,P在平衡位置上方

D. 時,P的速度方向豎直向上

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】回旋加速器在現(xiàn)代醫(yī)藥中有廣泛的應用,應用質(zhì)子回旋加速器可以生產(chǎn)各種放射性同位素。下圖是一種質(zhì)子回旋加速器的示意圖,磁感應強度為B的勻強磁場垂直于D形盒的底面,高頻正弦交流電的電源分別與兩D形盒連接,質(zhì)子的質(zhì)量為m,電量為e,則下列說法正確的是(  )

A. 質(zhì)子在磁場中轉(zhuǎn)動的半徑越大,做圓周運動的周期越大

B. 正弦交流電壓的最大值越大,質(zhì)子被加速后獲得的動能越大

C. 正弦交流電的周期應為

D. 正弦交流電壓的最大值越大,質(zhì)子在D形盒中運動的時間越短

查看答案和解析>>

同步練習冊答案