分析 (1)對粒子受力分析,結(jié)合直線運動,由洛倫茲力可知,必定是勻速直線運動,從而由平衡條件與矢量的法則,即可求解;
(2)根據(jù)粒子做類平拋運動,結(jié)合運動的合成與分解,依據(jù)運動學(xué)公式,即可求解.
解答 解:(1)由于帶負電的微粒在此空間恰好做直線運動,則有微粒所受洛倫茲力與其重力和所受電場力的合力平衡;
而電場力F=qE=5×10-7C×2N/C=1×10-6N;
G=mg=$\sqrt{3}$×10-7×10=$\sqrt{3}$×10-6N,
電場力與重力的合力等于F合=2×10-6N;
Bvq=F合
解得:v=$\frac{2×1{0}^{-6}}{0.25×5×1{0}^{-7}}$=16m/s;
設(shè)速度方向水平方向夾角為θ,
則有:tanθ=$\frac{1}{\sqrt{3}}$,解得:θ=30°
根據(jù)左手定則,則有速度方向與水平方向成30°角斜向右下方;
(2)磁場撤去微粒在此空間內(nèi)做類平拋運動,把速度v沿重力方向和沿電場力方向分解,
在電場力方向上:0=vcos30°-$\frac{qE}{m}$$\frac{t}{2}$,
解得:t=$\frac{mvcos30°}{qE}$=$\frac{\sqrt{3}×1{0}^{-7}×16×\frac{\sqrt{3}}{2}}{5×1{0}^{-7}×2}$=2.4s
那么在重力方向,則有:vy=vsin30°+gt=16×$\frac{1}{2}$+10×2.4=32m/s
根據(jù)運動的合成法則,則有:vp=$\sqrt{(16×\frac{\sqrt{3}}{2})^{2}+3{2}^{2}}$≈34.9m/s
答:(1)則此帶電微粒的速度大小16m/s,方向與水平方向成30°角斜向右下方;
(2)當(dāng)此帶電微粒沿直線運動到y(tǒng)軸上一點N時,突然將磁場撤去而保持電場不變,若在運動中微粒還能再一次通過y軸上另一點P(N,P位置均未在圖中標出),此時的速度vp的大小34.9m/s.
點評 考查帶電粒子在復(fù)合場中的受力與運動問題,理解粒子做直線運動時,必定是勻速直線運動,并掌握類平拋運動處理規(guī)律,注意運動的合成與分解的應(yīng)用.
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A. | 0 5 | B. | 2 | C. | 3 2 | D. | 4 |
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彈簧所受拉力F/N | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 8.0 | 10.0 | 12.0 | 14.0 |
彈簧的總長度l/cm | 11.01 | 12.01 | 12.99 | 14.00 | 15.01 | 16.00 | 16.99 |
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A. | L1消耗的功率可能為3W | |
B. | L3消耗的功率可能為15W | |
C. | 整個電器允許消耗的最大功率為30W | |
D. | 整個電器允許消耗的最大功率為60W |
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