【題目】如圖所示，在xOy平面內(nèi)存在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)場(chǎng)區(qū)，y軸右側(cè)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ，y軸左側(cè)與虛線MN之間存在方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，Ⅱ區(qū)電場(chǎng)方向豎直向下，Ⅲ區(qū)電場(chǎng)方向豎直向上，P點(diǎn)是MN與x軸的交點(diǎn)，OP為Ⅱ、Ⅲ場(chǎng)區(qū)的分界。有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子由原點(diǎn)O以速度v0沿x軸正方向水平射入磁場(chǎng)Ⅰ，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里、大小為B0，勻強(qiáng)電場(chǎng)Ⅱ和勻強(qiáng)電場(chǎng)Ⅲ的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為，如圖所示，Ⅳ區(qū)的磁場(chǎng)垂直紙面向外、大小為，O、P之間的距離為，已知粒子最后能回到O點(diǎn)。粒子重力不計(jì).

（1）求帶電粒子從O點(diǎn)飛出后，第一次回到x軸時(shí)的位置坐標(biāo)。

（2）根據(jù)題給條件畫出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡。

（3）求帶電粒子從O點(diǎn)飛出后到再次回到O點(diǎn)的時(shí)間。

【答案】（1）（，0）；（2）如圖所示；（3）；

【解析】(1)帶電粒子在磁場(chǎng)I中運(yùn)動(dòng)的半徑為：

帶電粒子在I磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)了半個(gè)圓,回到y軸的坐標(biāo)為：y=2R1=

帶電粒子在II場(chǎng)區(qū)作類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律得帶電粒子運(yùn)動(dòng)的加速度為： ，

豎直方向,水平位移x=v0t，

聯(lián)立解得t=，

x=.

第一次回到x軸時(shí)的位置坐標(biāo)為（，0）；

(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性畫出粒子在場(chǎng)區(qū)Ⅲ的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。帶電粒子在場(chǎng)區(qū)Ⅳ運(yùn)動(dòng)的半徑是場(chǎng)區(qū)Ⅰ運(yùn)動(dòng)半徑的2倍，畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，同樣根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性畫出粒子回到O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。

(3)帶電粒子在Ⅰ磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間正好為1個(gè)周期，故，

帶電粒子在Ⅱ、Ⅲ兩個(gè)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，

帶電粒子在Ⅳ場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為半個(gè)周期,運(yùn)動(dòng)時(shí)間，

因?yàn)閹щ娏Ｗ訌?/span>O點(diǎn)飛出后到再次回到O點(diǎn)的時(shí)間

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置放置在水平桌面上，利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測(cè)得小球的水平初速度和飛行時(shí)間，底板上的標(biāo)尺可以測(cè)得水平位移． 保持水平槽口距底板高度h=0.420m不變．改變小球在斜槽導(dǎo)軌上下滑的起始位置，測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0,飛行時(shí)間t和水平位移d，記錄在表中．

(1)由表中數(shù)據(jù)可知，在h一定時(shí)，小球水平位移d與其初速度v0成_______關(guān)系，與_______無關(guān)．

(2)一位同學(xué)計(jì)算出小球飛行時(shí)間的理論值t理=，發(fā)現(xiàn)理論值與測(cè)量值之差約為3 ms．經(jīng)檢查，實(shí)驗(yàn)及測(cè)量無誤，其原因是_____________．

(3)另一位同學(xué)分析并糾正了上述偏差后，另做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，竟發(fā)現(xiàn)測(cè)量值t`依然大于自己得到的理論值t` 理，但二者之差在3～7 ms，且初速度越大差值越�。畬�(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的安裝進(jìn)行檢查，確認(rèn)斜槽槽口與底座均水平，則導(dǎo)致偏差的原因是_______________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在EF為邊界的空間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外。如圖所示，紙面內(nèi)有E、F、G三點(diǎn)，∠GEF=30°，∠EFG=135°先使帶有電荷量為q（q>0）的點(diǎn)電荷a在紙面內(nèi)垂直于EF從F點(diǎn)射入，其軌跡經(jīng)過G點(diǎn)；再使另一個(gè)帶有同樣電荷量的點(diǎn)電荷b在紙面內(nèi)與EF成一定角度從E點(diǎn)射入，其軌跡也經(jīng)過G點(diǎn)，兩點(diǎn)電荷從射出到經(jīng)過G點(diǎn)所用的時(shí)間相同，且經(jīng)過G點(diǎn)時(shí)的速度方向也相同。已知點(diǎn)電荷a的質(zhì)量為m，軌道半徑為R，不計(jì)重力，求：

(1)點(diǎn)電荷a從射出到經(jīng)過G點(diǎn)所用的時(shí)間；

(2)求電荷b的質(zhì)量mb；

(3)點(diǎn)電荷b的速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當(dāng)a繞O點(diǎn)在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，b中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，且具有收縮趨勢(shì)，由此可知，圓環(huán)a__________時(shí)針 ______ 速旋轉(zhuǎn)(填“順”或“逆”、“加”或“減”)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)備了以下器材：

A．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(包括紙帶)

B．低壓交流電源 C．毫米刻度尺 D．天平 E．重錘 F．可以拴細(xì)繩的小車

（1）從器材中選出本實(shí)驗(yàn)所必須的，其編號(hào)為__________________(填寫字母代號(hào))．

（2）選出器材后，該同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)操作步驟:

A.按如圖所示固定好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,使兩限位孔的連線沿豎直方向；

B.將連著重錘的紙帶穿過限位孔,手持紙帶上端用手提住,讓手盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；

C.松開紙帶,接通電源,開始打點(diǎn),待重物下落后立即關(guān)閉電源，重復(fù)3~5次，打出幾條紙帶；

D.取下紙帶,挑選點(diǎn)跡清晰的紙帶,記下起始點(diǎn)O,在距離O點(diǎn)較遠(yuǎn)處選擇幾個(gè)連續(xù)計(jì)數(shù)點(diǎn)(或計(jì)時(shí)點(diǎn)),并計(jì)算出各點(diǎn)的速度值；

E.測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,即得到重錘下落的高度；

F.計(jì)算出重力勢(shì)能減少量和動(dòng)能增加量，看兩者是否相等；

請(qǐng)找出有錯(cuò)誤或不妥的步驟_________________________。(填寫字母代號(hào))

更正情況: ①________________________________________________________________；②_________________________________________________________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下面是某同學(xué)對(duì)電場(chǎng)中的一些概念及公式的理解，其中正確的是( )

A. 根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式可知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與試探電荷所帶的電荷量成反比

B. 根據(jù)電容的定義式可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，與兩極板間的電壓成反比

C. 根據(jù)真空中點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式可知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與場(chǎng)源電荷所帶電荷量有關(guān)

D. 根據(jù)電勢(shì)差的定義式可知，帶電荷量為1C的正電荷，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功為1J，則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UAB＝1V

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)帶等量正電荷的相同小球，固定在絕緣、粗糙的水平面上A、B兩點(diǎn)，O是AB的中點(diǎn)．帶正電的小滑塊從C點(diǎn)由靜止釋放，在電場(chǎng)力作用下向右點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，則滑塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過程中

A. 電勢(shì)能不斷增大

B. 電場(chǎng)力做正功

C. 加速度先減小后增加

D. 速度先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】設(shè)兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為d,靜電計(jì)指針偏角為θ。實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，則下列說法正確的是 (　　)

A. 保持S不變，增大d,則θ變大

B. 用手觸摸極板B,則θ變小

C. 保持d不變，減小S,則θ變小

D. 在兩板間插入電介質(zhì),則θ變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。

（1）除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、交流電源、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有________。（選填器材前的字母）

A．大小合適的鐵質(zhì)重錘 B．體積較大的木質(zhì)重錘

C．刻度尺 D．游標(biāo)卡尺 E．秒表

（2）如圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。重錘質(zhì)量用m表示，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。從打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過程中，重錘重力勢(shì)能的減少量ΔEP = ________，動(dòng)能的增加量ΔEK = ________。

（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，下列實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理正確的是________

A．釋放重錘前，使紙帶保持豎直

B．做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放重錘

C．為測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下某點(diǎn)時(shí)重錘的速度v，可測(cè)量該點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，再根據(jù)公式計(jì)算，其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>

D．用刻度尺測(cè)量某點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h，利用公式mgh計(jì)算重力勢(shì)能的減少量，其中g(shù)應(yīng)取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>

（4）某同學(xué)在紙帶上選取計(jì)數(shù)點(diǎn)后，測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h，并計(jì)算出打相應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)重錘的速度v，通過描繪v2-h圖像去研究機(jī)械能是否守恒。若實(shí)驗(yàn)中重錘所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不變，從理論上分析，合理的v2-h圖像是圖中的哪一個(gè)________。

A.A B.B C.C D.D

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