2.如圖所示,離子發(fā)生器發(fā)射一束質(zhì)量為m,電荷量為+q的離子,從靜止經(jīng)PQ兩板間的加速電壓加速后,以初速度v0再?gòu)腶點(diǎn)沿ab方向進(jìn)入一勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,abcd所圍成的正方形區(qū)域是該勻強(qiáng)電場(chǎng)的邊界,已知正方形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向與ad邊平行且由a指向d.
(1)若離子恰從c點(diǎn)飛離電場(chǎng),求ac兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uac;
(2)若離子從abcd邊界上某點(diǎn)飛出時(shí)的動(dòng)能為mv02,求此時(shí)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E.

分析 (1)粒子做類似平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式列式求解即可;
(2)粒子做類似平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的分速度公式和分位移公式列式,再結(jié)合動(dòng)能定理列式,最后聯(lián)立求解即可.

解答 解:(1)設(shè)此時(shí)場(chǎng)強(qiáng)大小為E,則:ab方向,有:L=v0t      ad方向,有:L=$\frac{qE}{2m}{t^2}$
         Uac=EL             解得:Uac=$\frac{2mv_0^2}{q}$
(2)根據(jù)Ek=m${v}_{0}^{2}$可知,離子射出電場(chǎng)時(shí)的速度v=$\sqrt{2}$v0,方向與ab所在直線的夾角為45°,即vx=vy,根據(jù)x=vxt,y=$\frac{{v}_{y}}{2}t$
可得x=2y,則離子應(yīng)該從bc邊上的某點(diǎn)飛出.
ab方向,有:L=v0t
ad方向,有:y=$\frac{{v}_{0}}{2}t$
解得:y=$\frac{L}{2}$
根據(jù)動(dòng)能定理,有:Eqy=$m{v}_{0}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
解得:E=$\frac{m{v}_{0}^{2}}{qL}$
答:(1)ac兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為$\frac{2mv_0^2}{q}$
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E為=$\frac{m{v}_{0}^{2}}{qL}$

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確粒子的運(yùn)動(dòng)是類似平拋運(yùn)動(dòng),然后根據(jù)類似平拋運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)公式列式求解,不難.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

11.2014年8月3日16時(shí)30分云南省魯?shù)榭h發(fā)生6.5級(jí)強(qiáng)震,牽動(dòng)了全國(guó)人民的心.一架裝載救災(zāi)物資的直升飛機(jī),以9m/s的速度水平飛行.在距地面180m的高度處,欲將救災(zāi)物資準(zhǔn)確投放至地面目標(biāo),若不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,則( 。
A.物資投出后經(jīng)過(guò)20s到達(dá)地面目標(biāo)
B.物資投出后經(jīng)過(guò)6s到達(dá)地面目標(biāo)
C.應(yīng)在地面目標(biāo)正上方投出物資
D.應(yīng)在距地面目標(biāo)水平距離180m處投出物資

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

12.如圖所示,一質(zhì)量為m的帶電物塊,置于傾角為θ的光滑絕緣斜面上,彈簧一端固定在斜面的擋板上,整個(gè)裝置處于一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.若物塊以速率v勻速下滑,滑至斜面底部后壓縮彈簧.求:
(1)物塊所受電場(chǎng)力的大小F;
(2)彈簧的最大彈性勢(shì)能EP

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

9.2013年7月5日,中俄海上聯(lián)合軍事演習(xí)在日本海彼得大帝灣附近?沼蚺e行.在某天進(jìn)行的演習(xí)中,我國(guó)研發(fā)的一艘022型導(dǎo)彈快艇(見(jiàn)圖)以30m/s的恒定速度追擊前面同一直線上正在以速度v逃跑的假想敵艦.當(dāng)兩者相距L0=2km時(shí),快艇以100m/s相對(duì)地面的速度發(fā)射一枚導(dǎo)彈,假設(shè)導(dǎo)彈沿直線勻速射向假想敵艦,經(jīng)過(guò)t1=25s艇長(zhǎng)通過(guò)望遠(yuǎn)鏡看到了導(dǎo)彈擊中敵艦爆炸的火光,同時(shí)發(fā)現(xiàn)敵艦速度減小為$\frac{v}{2}$,且即刻開(kāi)始沿原方向做勻加速運(yùn)動(dòng)逃跑,于是馬上發(fā)出了第二次攻擊的命令,第二枚導(dǎo)彈以同樣速度發(fā)射后,又經(jīng)t2=20s,導(dǎo)彈擊中敵艦并將其擊沉.不計(jì)發(fā)布命令和發(fā)射反應(yīng)的時(shí)間,發(fā)射導(dǎo)彈對(duì)快艇速度沒(méi)有影響,求:
(1)敵艦原來(lái)的逃跑速度大小v;
(2)第一次擊中敵艦時(shí),快艇與敵艦的距離x;
(3)敵艦第一次中彈后逃跑的加速度大小a.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

16.地處西北戈壁灘的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,用長(zhǎng)征三號(hào)運(yùn)載火箭把我國(guó)首顆探月衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”發(fā)射上天,下面關(guān)于“嫦娥一號(hào)”和火箭上天的情況敘述正確的是(  )
A.火箭尾部向外噴氣,噴出的氣體反過(guò)來(lái)對(duì)火箭產(chǎn)生一個(gè)作用力,從而使火箭獲得向上的推力
B.火箭的推力是由噴出的氣體對(duì)空氣產(chǎn)生一個(gè)作用力,空氣的反作用力作用于火箭而產(chǎn)生的
C.火箭飛出大氣層后,由于沒(méi)有了空氣,火箭雖向后噴氣但不會(huì)產(chǎn)生推力
D.“嫦娥一號(hào)”進(jìn)入月軌道后和月球間存在一對(duì)作用力和反作用力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

7.如圖所示,一個(gè)半徑為r的半圓形線圈,以直徑ab為軸勻速運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為n,ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.M和N是兩個(gè)集流環(huán),負(fù)載電阻為R,線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì),求:
(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值;
(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)$\frac{1}{4}$轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi),負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量;
(3)從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)$\frac{1}{4}$轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi),通過(guò)負(fù)載電阻R的電荷量;
(4)電流表的示數(shù).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

14.一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的正方形金屬框總電阻R=0.5Ω,金屬框放在表面絕緣的斜面AA′BB′的頂端(金屬框上邊與AA′重合),自靜止開(kāi)始沿斜面下滑,下滑過(guò)程中穿過(guò)一段邊界與斜面底邊BB′平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后滑至斜面底端(金屬框下邊與BB′重合),設(shè)金屬框在下滑過(guò)程中的速度為v,與此對(duì)應(yīng)的位移為s,那么v2-s圖象如圖所示,已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,金屬框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,取g=10m/s2,sin53°=0.8;cos53°=0.6.

(1)根據(jù)v2一s圖象所提供的信息,計(jì)算出金屬框從斜面頂端滑至底端所需的時(shí)間
(2)求出斜面AA′BB′的傾斜角θ
(3)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B的大小
(4)現(xiàn)用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金屬框上,使金屬框從斜面底端BB′(金屬框下邊與BB′重合)由靜止開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng),勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后到達(dá)斜面頂端(金屬框上邊與AA′重合).試計(jì)算恒力F做功的最小值.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

11.據(jù)報(bào)道,錦湖輪胎存在質(zhì)量問(wèn)題.汽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于輪胎與地面之間的摩擦,車胎內(nèi)氣體溫度升高.假設(shè)車胎不漏氣,且不計(jì)分子勢(shì)能,則胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大(選填“增大”、“不變”或“減小”);輪胎爆胎時(shí)車胎內(nèi)氣體溫度降低(選填“升高”、“不變”或“降低”).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

12.已知電阻的定義式R=$\frac{U}{I}$和電阻率的定義式ρ=$\frac{RS}{L}$,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.導(dǎo)體的電阻與其兩端的電壓成正比,與電流成反比
B.導(dǎo)體的電阻與兩端的電壓和電流無(wú)關(guān)
C.導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的電阻、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)
D.導(dǎo)體的電阻率跟材料有關(guān),并受溫度的影響

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