【題目】如圖所示，Oxyz為空間直角坐標(biāo)系，其中Oy軸正方向豎直向上。在整個空間中存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B�，F(xiàn)有一質(zhì)量為、電荷量為q（q＞0）的帶電小球從坐標(biāo)原點O以速度v0沿Ox軸正方向射出，重力加速度為g，空氣阻力可忽略不計。

（1）若在整個空間加一勻強(qiáng)電場，小球從坐標(biāo)原點O射出恰好做勻速圓周運動，求所加電場的場強(qiáng)大小，以及小球做勻速圓周運動第一次通過z軸的z坐標(biāo)；

（2）若改變第（1）問中所加電場的大小和方向，小球從坐標(biāo)原點O射出恰好沿Ox軸做勻速直線運動，求此時所加勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大��；

（3）若保持第（2）問所加的勻強(qiáng)電場不變而撤去原有的磁場，小球從坐標(biāo)原點O以速度v0沿Ox軸正方向射出后，將通過A點，已知A點的x軸坐標(biāo)數(shù)值為xA，求小球經(jīng)過A點時電場力做功的功率。

【答案】（1）， （2）（3）

【解析】試題分析：（1）設(shè)所加電場場強(qiáng)大小為E1，由于帶電小球從坐標(biāo)原點O射出在電場和磁場共存的區(qū)域做勻速圓周運動，所以帶電小球受到的電場力必定與重力平衡，有 qE1=mg。

解得

設(shè)帶電小球做勻速圓周運動的半徑為R，

根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式，解得

帶電小球第一次通過z軸的z坐標(biāo)

（2）設(shè)所加電場場強(qiáng)大小為E2，帶電小球做勻速直線運動，它所受重力mg、洛倫茲力以及電場力三力合力為零。

因洛倫茲力沿z軸的負(fù)方向，重力沿y軸的負(fù)方向，

所以電場力

解得

（3）當(dāng)撤去磁場后，帶電小球只受電場力和重力作用，這兩個力的合力大小為，方向指向Oz正方向，所以小球在xOz平面做勻變速曲線運動。

帶電小球沿Ox軸正方向以v0做勻速直線運動，小球從坐標(biāo)原點O射出，運動到A點所用時間

帶電小球沿Oz軸正方向做初速為零的勻加速直線運動，其加速度大小

帶電小球到A點時沿Oz正方向的分速度大小為

因重力在這個過程中不做功，小球經(jīng)過A點時，電場力做功的功率等于合外力在此時的瞬時功率，解得

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】美國物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，解決了粒子的加速問題．回旋加速器的工作原理如圖所示：真空容器D形盒放在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場B中．兩盒間狹縫間距很小，粒子從粒子源A處（D形盒圓心）以零初速度進(jìn)入加速電場．D形盒半徑為R，粒子質(zhì)量為m、電荷量為+q，加速器接一定頻率高頻交流電源U．若不考慮相對論效應(yīng)、粒子所受重力和帶電粒子穿過狹縫的時間．下列論述錯誤的是

A. 交流電源的頻率可以任意調(diào)節(jié)不受其他條件的限制

B. 增大電壓U，粒子被加速后獲得的最大動能增大

C. 增大磁場強(qiáng)度B，粒子被加速后獲得的最大動能增大

D. 增大U或B，粒子在D型盒內(nèi)運動的總時間t 都減少

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，長為L、傾角為θ＝30°的光滑絕緣斜面處于電場中，一帶電量為＋q，質(zhì)量為m的小球，以初速度v0由斜面底端的A點開始沿斜面上滑，到達(dá)斜面頂端的速度仍為v0，則

A. 小球在B點的電勢能一定大于小球在A點的電勢能

B. A、B兩點的電勢差一定為

C. 若該電場是AC邊中垂線上某點的點電荷Q產(chǎn)生的，則Q一定是正電荷

D. 若電場是勻強(qiáng)電場，則該電場的電場強(qiáng)度的最小值一定是

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，空間中存在著水平向左的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=6×106N/C，光滑水平面上有一絕緣板帶正電，絕緣板質(zhì)量M=4kg，電荷量q=3×10-6C，絕緣板上放置一不帶電的物塊，質(zhì)量m=2kg，物塊與絕緣板間動摩擦因數(shù)μ=0.1。某時刻，絕緣板以初速度v0=3m/s向右運動，此時物塊速度為零，在向右運動過程中物塊始終在板上，絕緣板第一次速度為零時被瞬間鎖定，重力加速度g=10m/s2。則在此過程中( )

A. 絕緣板與物塊組成的系統(tǒng)減少的機(jī)械能將全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

B. 經(jīng)過t=0.5s，物塊和絕緣板速度相等

C. 絕緣板與物塊因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為1.5J

D. 物塊的總位移為0.25m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，小燈泡的額定電壓為，額定功率為，此外還有以下器材可供選擇：

A．直流電源（內(nèi)阻不計）

B．直流電流表（內(nèi)阻約為）

C．直流電流表（內(nèi)阻約為）

D．直流電壓表（內(nèi)阻約為）

E．滑動變阻器，

F．滑動變阻器，

G．導(dǎo)線和開關(guān)

實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進(jìn)行多次測量．

(1)實驗中電流表應(yīng)選用_________，滑動變阻器應(yīng)選用_________；（均填寫儀器前的字母）

(2)在圖所示的虛線框中畫出符合要求的實驗電路圖________（虛線框中已將所需的滑動變阻器畫出，請補齊電路的其他部分，要求滑片向端滑動時，燈泡變亮）；

(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出的小燈泡圖線如圖所示．由此可知，當(dāng)電壓為時，小燈泡的燈絲電阻是_________ ；

(4)根據(jù)實驗測量結(jié)果可以繪制小燈泡的電功率隨其兩端電壓或電壓的平方變化的圖象，在圖中所給出的甲、乙、丙、丁圖象中可能正確的是_________．（選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】宇航員的訓(xùn)練、競技體育的指導(dǎo)、汽車的設(shè)計等多種工作都用到急動度（jerk）的概念。加速度對時間的變化率稱為急動度，其方向與加速度的變化方向相同。一質(zhì)點從靜止開始做直線運動，其加速度隨時間的變化關(guān)系如圖。下列說法正確的是

A. t =1s時急動度是0.5m/s3

B. t=3s時的急動度和t=5s時的急動度等大反向

C. 2s-4s內(nèi)的質(zhì)點做減速運動

D. 0-6s內(nèi)質(zhì)點速度方向不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在做“測電源電動勢與內(nèi)阻”的實驗中，

（1）先用多用電表粗測了干電池的電動勢。如圖1所示是測量時選擇開關(guān)與表頭指針?biāo)幍奈恢�，則該電池的電動勢為________V，實驗結(jié)束后，應(yīng)將選擇開關(guān)撥到圖中的_____擋位（選填A、B、C或D）。

（2）設(shè)計如圖2電路進(jìn)行測量。在實驗中發(fā)現(xiàn)變阻器的滑片由M端向N端逐漸滑動時，電流表示數(shù)逐漸增大，電壓表的示數(shù)接近1.5V并且?guī)缀醪蛔儯?dāng)滑片臨近N時，電壓表示數(shù)急劇變化。出現(xiàn)這種問題，應(yīng)更換一個總阻值比原來______（選填“大”或“小”）的變阻器。

（3）更換（2）中變阻器后，記錄分布均勻的8組電流表示數(shù)（I）以及電壓表示數(shù)（U），在數(shù)據(jù)處理軟件中，以U為縱軸，以I為橫軸，經(jīng)擬合得到直線U=1.4875-1.5025I，則電動勢的測量值是____V，內(nèi)電阻的測量值是____Ω。（均需保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲，xoy平面內(nèi)，以O為圓心，R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。一比荷大小為c的粒子以某一初速從A（R，0）沿-x方向射入磁場，并從B（0，R）射出。不計粒子重力。

（1）判定粒子的電性并求出粒子的初速度大小。

（2）若在原磁場區(qū)域疊加上另一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，粒子從A以原初速射入磁場，射出時速度方向與+x軸成60°，求所疊加的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。

（3）若在平面內(nèi)施加一個以O為圓心，原磁場邊界為內(nèi)邊界的圓環(huán)形勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，如圖乙。粒子從A以原初速射入磁場，從B射出后，在圓環(huán)形磁場中偏轉(zhuǎn)，從P再次從圓環(huán)形磁場進(jìn)入圓形磁場，則圓環(huán)形磁場外徑應(yīng)滿足什么條件？求粒子運動的周期。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，豎直平面內(nèi)正方形線框IJKT通過極小的開口PQ用導(dǎo)線與電阻器R、平行金屬板AB相連，PIJKTQ間的電阻值與電阻器R的阻值相等，AB板上下間距d=20m。在正方形線框內(nèi)有一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)，面積S=10m2，磁感強(qiáng)度的方向垂直向里、大小為Bt（Bt為磁感強(qiáng)度B隨時間t變化的函數(shù)）。t=0s時刻在AB板的中間位置P靜止釋放一個質(zhì)量為m=1kg、電量為q=+1C的小球（可視為質(zhì)點）。已知重力加速度g=10m/s2；不計變化磁場在PQ右側(cè)產(chǎn)生的電動勢；不計導(dǎo)線的電阻。

⑴如果Bt=bt（T）（t≥0s），b為定值。靜止釋放小球后，小球一直處于靜止，求b值。

⑵如果0s≤t≤1s：Bt=56t（T）；t＞1s：Bt=0（T）。靜止釋放小球后，經(jīng)多長時間小球落到B板上。

⑶如果Bt按如圖乙所示的方式變化（已知各段圖像相互平行，第一段圖像的最高點的坐標(biāo)為：（1s、80T）。靜止釋放小球后，小球向上或向下運動過程中加速度方向只變化1次，且小球恰好不與A、B板碰撞。求圖乙中的Bm和tn。

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