如圖所示,第四象限內(nèi)有互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E與勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1, E的大小為0.5×103V/m, B1大小為0.5T;第一象限的某個(gè)矩形區(qū)域內(nèi),有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2,磁場(chǎng)的下邊界與x軸重合.一質(zhì)量m=1×10-14kg、電荷量q=1×10-10C的帶正電微粒以某一速度v沿與y軸正方向60°角從M點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)P點(diǎn)即進(jìn)入處于第一象限內(nèi)的磁場(chǎng)B2區(qū)域.一段時(shí)間后,小球經(jīng)過y軸上的N點(diǎn)并與y軸正方向成60°角的方向飛出。M點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,-10),N點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,30),不計(jì)粒子重力,g取10m/s2
(1)請(qǐng)分析判斷勻強(qiáng)電場(chǎng)E1的方向并求出微粒的運(yùn)動(dòng)速度v;
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2的大小為多大?;
(3) B2磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為多少?
(1)        (2)     (3)
(1) 由于重力忽略不計(jì),微粒在第四象限內(nèi)僅受  ,且微粒做直線運(yùn)動(dòng),速度的變化會(huì)引起洛侖茲力的變化,所以微粒必做勻速直線運(yùn)動(dòng).這樣,電場(chǎng)力和洛侖茲力大小相等,方向相反,電場(chǎng)E的方向與微粒運(yùn)動(dòng)的方向垂直,即與y軸負(fù)方向成60°角斜向下. 
由力的平衡有
Eq=B1qv             
    
(2) 畫出微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖.
由幾何關(guān)系可知粒子在第一象限內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為      
微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供,即
        
解之得         
(3) 由圖可知,磁場(chǎng)B2的最小區(qū)域應(yīng)該分布在圖示的矩形PACD內(nèi).由幾何關(guān)系易得    
                  
所以,所求磁場(chǎng)的最小面積為  
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題



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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上,每根導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度電阻為r0,導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連,兩導(dǎo)軌間的距離為。有垂直紙面向里的非勻強(qiáng)磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y方向大小不變,沿x方向均勻增強(qiáng),即有,其中為常數(shù)。一根質(zhì)量為m,電阻不計(jì)的金屬桿MN可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng),在滑動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直。在t=0時(shí)刻,金屬桿MN緊靠在P、Q端,在外力F作用下,桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)。求

(1)在t時(shí)刻金屬桿MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大。
(2)在t時(shí)刻流經(jīng)回路的感應(yīng)電流大小和方向;
(3)在t時(shí)刻金屬桿MN所受的安培力大小;

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


(1)P、Q相遇所需的時(shí)間;
(2)物體P在斜面頂端受到瞬時(shí)沖量后所獲得的初速度的大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻r=2Ω。半徑R=0.1m的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T。豎直平行正對(duì)放置的兩金屬板連在可調(diào)電路中,S1、S2A、K板上的兩個(gè)小孔,且與O在同一水平直線上。今有一荷質(zhì)比為1.0×104C/㎏、帶正電的粒子由S1進(jìn)入電場(chǎng),當(dāng)滑動(dòng)變阻器R0的滑片P位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí),粒子垂直打在水平放置的熒光屏DQM點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力及粒子進(jìn)入電場(chǎng)的速度,求此時(shí)電源的輸出功率及帶電粒子打在M點(diǎn)時(shí)的速度。


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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖5所示,在水平正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,半徑為R的光滑絕緣豎直圓環(huán)上,套有一個(gè)帶正電的小球,已知小球所受電場(chǎng)力與重力相等,小球在環(huán)頂端A點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的圓弧為周長(zhǎng)的幾分之幾時(shí),所受磁場(chǎng)力最大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

如圖6-13所示是等離子體發(fā)電機(jī)的示意圖,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩板間距離為d,要使輸出電壓為U,則等離子的速度為_______,a是電源的_______極.

圖6-13

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,P、Q是兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷,MN是它們連線的中垂線,在垂直紙面的方向上有磁場(chǎng).如果某正電荷以初速度v0沿中垂線MN運(yùn)動(dòng),不計(jì)重力,則( 。
A.若正電荷做勻速直線運(yùn)動(dòng),則所受洛倫茲力的大小不變
B.若正電荷做勻速直線運(yùn)動(dòng),則所受洛倫茲力的大小改變
C.若正電荷做變速直線運(yùn)動(dòng),則所受洛倫茲力的大小不變
D.若正電荷做變速直線運(yùn)動(dòng),則所受洛倫茲力的大小改變

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖13-2-2所示為理想變壓器,三個(gè)燈泡L1L2、L3都標(biāo)有“5V,5W”,L4標(biāo)有“5V,10W”,若它們都能正常發(fā)光,則變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2ab間電壓應(yīng)為 ( )
A.2∶1,25VB.2∶1,20V
C.3∶2,15VD.1∶2,20V

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