如圖所示,是位于足夠大的絕緣光滑水平桌面內(nèi)的平面直角坐標(biāo)系,虛線MN是∠的角平分線.在MN的左側(cè)區(qū)域,存在著沿軸負(fù)方向、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng);在MN的右側(cè)區(qū)域,存在著方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)有一帶負(fù)電的小球y軸上的P(0,L)點(diǎn),在電場(chǎng)力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),小球到達(dá)虛線MN上的Q點(diǎn)時(shí)與另一個(gè)不帶電的靜止小球發(fā)生碰撞,碰后兩小球粘合在一起進(jìn)入磁場(chǎng),它們穿出磁場(chǎng)的位置恰好在O點(diǎn).若、兩小球的質(zhì)量相等且均可視為質(zhì)點(diǎn),、碰撞過程中無電荷量損失,不計(jì)重力作用.求:
(1)小球的比荷(即電荷量與質(zhì)量之比);
(2)過O點(diǎn)后,粘在一起的兩個(gè)小球再次到達(dá)虛線MN上的位置坐標(biāo)(結(jié)果用E、BL表示).
(1)設(shè)的質(zhì)量為、電荷量為,碰撞前后的速度大小分別為、,碰后兩球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R.在電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理得:(2分)
碰撞中動(dòng)量守恒,有:(2分)解得(2分)
由題意知,Q點(diǎn)的位置坐標(biāo)一定是(L,L),且碰后兩球在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心O1一定在軸上,如圖,所以R=L(2分)由洛倫茲力提供向心力有:(2分)故有(2分)

(2)過O點(diǎn)后,兩球以沿軸正方向的初速度在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)它們?cè)俅蔚竭_(dá)虛線MN上的位置坐標(biāo)為,在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的:(2分)(2分)且(2分)解得:,所以兩球再次到達(dá)虛線MN上的位置坐標(biāo)是
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在xOy平面的第一象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在第四象限內(nèi)存在方向沿負(fù)x方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。從y軸上坐標(biāo)為(0,a)的P點(diǎn)同時(shí)沿垂直磁場(chǎng)方向向磁場(chǎng)區(qū)發(fā)射速度大小不是都相等的帶正電的同種粒子,粒子的速度方向在與y軸正方向成30°~150°角的范圍內(nèi),結(jié)果所有粒子經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上,然后進(jìn)入第四象限內(nèi)的電場(chǎng)區(qū)。已知帶電粒子電量為+q,質(zhì)量為m,不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力。

小題1:求全部粒子經(jīng)過x軸的時(shí)間差。
小題2:求粒子通過x軸時(shí)的位置范圍。
小題3:已知從P點(diǎn)發(fā)出時(shí)速度最大的粒子受到的磁場(chǎng)力與它在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力大小相等,求從P點(diǎn)發(fā)出時(shí)速度最小的粒子穿過電場(chǎng)后在y軸上的Q點(diǎn)射出電場(chǎng)時(shí)的速度大小v。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分)如圖,有位于豎直平面上的半徑為R的圓形光滑絕緣軌道,其上半部分處于豎直向下.場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,下半部分處于垂直水平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中;質(zhì)量為m,帶正電,電荷量為q的小球,從軌道的水平直徑的M端由靜止釋放,若小球在某一次通過最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為零,

求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(2)小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的最大壓力;
(3)若要小球在圓形軌道內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),求小球從軌道的水平直徑的M端下滑的最小速度.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

電子產(chǎn)品制作車間里常常使用電烙鐵焊接電阻器和電容器等零件,技術(shù)工人常將電烙鐵和一個(gè)白熾燈串聯(lián)使用,電燈還和一只開關(guān)并聯(lián),然后再接到市電上(如圖),下列說法正確的是(     )
A.開關(guān)接通時(shí)比開關(guān)斷開時(shí)消耗的總功率大
B.開關(guān)接通時(shí),電燈熄滅,只有電烙鐵通電,可使消耗的電功率減小
C.開關(guān)斷開時(shí),電燈發(fā)光,電烙鐵也通電,消耗的總功率增大,但電烙鐵發(fā)熱較少
D.開關(guān)斷開時(shí),電燈發(fā)光,可供在焊接時(shí)照明使用,消耗總功率減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如右圖所示,一金屬框abcd從離磁場(chǎng)區(qū)域上方高h(yuǎn)處自由下落,進(jìn)入與線框平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,不可能發(fā)生的情況是
A.線框做加速運(yùn)動(dòng),加速度
B.線框做勻速運(yùn)動(dòng)
C.線框做減速運(yùn)動(dòng)
D.線框會(huì)反跳回原處

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖16所示,在分別為的兩個(gè)相鄰的條形區(qū)域中分別有勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,電場(chǎng)方向與電、磁場(chǎng)分界線平行向右。一帶正電的粒子以速率v從磁場(chǎng)區(qū)域的上邊界的P點(diǎn)向下成θ=60º射入磁場(chǎng),然后以垂直于電、磁場(chǎng)分界線的方向進(jìn)入電場(chǎng),最后從電場(chǎng)邊界上的Q點(diǎn)射出。已知PQ垂直于電場(chǎng)方向,不計(jì)重力。求電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比,以及粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一理想變壓器的原線圈匝數(shù)n1=1000匝,副線圈匝數(shù)n2=200匝,交變電壓u=220sinl00πt(V),電阻R=88,交流電壓表和交流電流表對(duì)電路的影響可忽略不計(jì),則
A.電流表Al的示數(shù)為0.1AB.電壓表V1的示數(shù)為311V
C.電流表A2的示數(shù)為1.0AD.電壓表V2的示數(shù)為44V

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

在地面上方的真空室內(nèi),存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是相同的,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E ="4N/c,B=" 0.15T。今有一個(gè)帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以v = 20m/s的速度在此區(qū)域內(nèi)沿垂直于電場(chǎng)強(qiáng)度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),求此帶電質(zhì)點(diǎn)的電量與質(zhì)量之比q/m以及磁場(chǎng)的所有可能方向。(g=9.8m/s2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

方向如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)(場(chǎng)強(qiáng)為E)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度為B)共存的場(chǎng)區(qū),一電子沿垂直電場(chǎng)線和磁感線方向以速度v0射入場(chǎng)區(qū),則                   (   )
   
A.若v0EB,電子沿軌跡Ⅰ運(yùn)動(dòng),出場(chǎng)區(qū)時(shí)速度vv0
B.若v0EB,電子沿軌跡Ⅱ運(yùn)動(dòng),出場(chǎng)區(qū)時(shí)速度vv0
C.若v0EB,電子沿軌跡Ⅰ運(yùn)動(dòng),出場(chǎng)區(qū)時(shí)速度vv0
D.若v0EB,電子沿軌跡Ⅱ運(yùn)動(dòng),出場(chǎng)區(qū)時(shí)速度vv0

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