【題目】如圖所示，在豎直直角坐標系內(nèi)，軸下方區(qū)域I存在場強大小為E、方向沿y軸正方向的勻強電場，軸上方區(qū)域Ⅱ存在方向沿軸正方向的勻強電場。已知圖中點D的坐標為()，虛線軸。兩固定平行絕緣擋板AB、DC間距為3L，OC在軸上，AB、OC板平面垂直紙面，點B在y軸上。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子(不計重力)從D點由靜止開始向上運動，通過軸后不與AB碰撞，恰好到達B點，已知AB=14L，OC=13L。

（1）求區(qū)域Ⅱ的場強大小以及粒子從D點運動到B點所用的時間；

（2）改變該粒子的初位置，粒子從GD上某點M由靜止開始向上運動，通過軸后第一次與AB相碰前瞬間動能恰好最大。

①求此最大動能以及M點與軸間的距離；

②若粒子與AB、OC碰撞前后均無動能損失(碰后水平方向速度不變，豎直方向速度大小不變，方向相反)，求粒子通過y軸時的位置與O點的距離y2。

【答案】（1）； （2）①，；②

【解析】

（1）該粒子帶正電，從D點運動到軸所用的時間設(shè)為，則

根據(jù)牛頓第二定律有

粒子在區(qū)域II中做類平拋運動，所用的時間設(shè)為，則

根據(jù)牛頓第二定律有

粒子從D點運動到B點所用的時間

解得

，

（2）①設(shè)粒子通過軸時的速度大小為，碰到AB前做類平拋運動的時間為t，則

粒子第一次碰到AB前瞬間的軸分速度大小

碰前瞬間動能

即

由于為定值，當即時動能有最大值

由（1）得

最大動能

對應(yīng)的

粒子在區(qū)域I中做初速度為零的勻加速直線運動，則

解得

②粒子在區(qū)域II中的運動可等效為粒子以大小為的初速度在場強大小為6E的勻強電場中做類平拋運動直接到達y軸的K點，如圖所示，則時間仍然為

得

由于，粒子與AB碰撞一次后，再與CD碰撞一次，最后到達B處

則

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖甲所示的平面坐標系xOy內(nèi)，正方形區(qū)域（0<x<d、0 <y<d）內(nèi)存在垂直xOy平面周期性變化的勻強磁場，規(guī)定圖示磁場方向為正方向，磁感應(yīng)強度B的變化規(guī)律如圖乙所示，變化的周期T可以調(diào)節(jié)，圖中B0為己知。在x=d處放置一垂直于x軸的熒光屏，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電粒子在t=0時刻從坐標原點O沿y軸正方向射入磁場，不計粒子重力。

（1）調(diào)節(jié)磁場的周期，滿足T>，若粒子恰好打在屏上P（d，0）處，求粒子的速度大小v；

（2）調(diào)節(jié)磁場的周期，滿足T=，若粒子恰好打在屏上Q（d，d）處，求粒子的加速度大小a；

（3）粒子速度大小為v0=時，欲使粒子垂直打到屏上，周期T應(yīng)調(diào)為多大？

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【題目】如圖甲所示，空間存在一寬度為的有界勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里.在光滑絕緣水平面內(nèi)有一邊長為的正方形金屬線框，其質(zhì)量、電阻，在水平向左的外力作用下，以初速度勻減速進入磁場，線框平面與磁場垂直，外力大小隨時間變化的圖線如圖乙所示，以線框右邊剛進入磁場時開始計時，求：

（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度；

（2）線框進入磁場的過程中，通過線框的電荷量；

（3）線框向右運動的最大位移為多少？

（4）當線框左側(cè)導(dǎo)線即將離開磁場的瞬間，撤去外力，則線框離開磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，三根完全相同的通電直導(dǎo)線a、b、c平行固定，三根導(dǎo)線截面的連線構(gòu)成一等邊三角形，O點為三角形的中心，整個空間有磁感應(yīng)強度大小為B、方向平行于等邊三角形所在平面且垂直bc邊指向a的勻強磁場。現(xiàn)在三根導(dǎo)線中通以方向均向里的電流，其中Ib=Ic=I。已知通電長直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的大小跟電流成正比，導(dǎo)線b在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B。則下列說法正確的是（　　）

A.若O點的磁感應(yīng)強度平行ac邊，則Ia=（1＋）I

B.若O點的磁感應(yīng)強度平行ab邊，則Ia=（1＋）I

C.若O點的磁感應(yīng)強度垂直ac邊，則Ia=（－1）I

D.若O點的磁感應(yīng)強度垂直ab邊，則Ia=（－1）I

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一束紅光從空氣射向折射率n=種玻璃的表面，其中i為入射角，則下列說法正確的是（　�。�

A.當i=45°時會發(fā)生全反射現(xiàn)象

B.無論入射角i為多大，折射角r都不會超過45°

C.當入射角的正切值tani=，反射光線與折射光線恰好相互垂直

D.光從空氣射入玻璃，速度減小

E.若將入射光換成紫光，則在同樣入射角i的情況下，折射角r將變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，用毛皮摩擦過的帶電橡膠棒（帶負電），從右向左縵縵靠近放在光滑水平桌面上的空易拉罐。則下列針對易拉罐的有關(guān)分析正確的有（　�。�

A.易拉罐內(nèi)部空腔各處的電場強度處處為零

B.帶電橡膠棒在易拉罐內(nèi)部空腔各處產(chǎn)生的電場強度處處為零

C.易拉罐右側(cè)感應(yīng)出正電，左側(cè)感應(yīng)負電，易拉罐將向右運動

D.易拉罐左、右兩側(cè)感應(yīng)出等量異種電荷，易拉罐將保持不動

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【題目】在考古中為了測定古物的年代，可通過測定古物中碳14與碳12的比例，其物理過程可簡化為如圖所示，碳14與碳12經(jīng)電離后的原子核帶電量都為q，從容器A下方的小孔S不斷飄入電壓為U的加速電場，經(jīng)過S正下方的小孔O后，沿SO方向垂直進入磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場中，最后打在相機底片D上并被吸收。已知D與O在同一平面內(nèi)，其中碳12在底片D上的落點到O的距離為x，不考慮粒子重力和粒子在小孔S處的初速度。

(1)求碳12的比荷；

(2)由于粒子間存在相互作用，從O進入磁場的粒子在紙面內(nèi)將發(fā)生不同程度的微小偏轉(zhuǎn)（粒子進入磁場速度大小的變化可忽略），其方向與豎直方向的最大偏角為α，求碳12在底片D上的落點到O的距離的范圍；

(3)實際上，加速電場的電壓也會發(fā)生微小變化（設(shè)電壓變化范圍為U±ΔU），從而導(dǎo)致進入磁場的粒子的速度大小也有所不同。現(xiàn)從容器A中飄入碳14與碳12最終均能打在底片D上，若要使這兩種粒子的落點區(qū)域不重疊，則ΔU應(yīng)滿足什么條件？（粒子進入磁場時的速度方向與豎直方向的最大偏角仍為α）

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【題目】某老師用圖示裝置探究庫侖力與電荷量的關(guān)系。A、B是可視為點電荷的兩帶電小球，用絕緣細線將A懸掛，實驗中在改變電荷量時，移動B并保持A、B連線與細線垂直。用Q和q表示A、B的電荷量，d表示A、B間的距離，（不是很小）表示細線與豎直方向的夾角，x表示A偏離O點的水平距離，實驗中（　�。�

A.d可以改變B.B的位置在同一圓弧上

C.x與電荷量乘積Qq成正比D.與A、B間庫侖力成正比

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(1)一課外實驗小組設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置，用來探究拉力對小車做功跟小車動能的關(guān)系。M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量。兩光滑滑輪質(zhì)量均不計，木板上的輕質(zhì)細線與木板平行，不計空氣阻力實驗時，一定要進行的操作是______。

A.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量m

B.用天平測出帶滑輪的小車的質(zhì)量M

C.將長木板右端適當墊高，以平衡摩擦力

D.小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)

E.為減小誤差，實驗中一定要砂和砂桶的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M

如圖為實驗中打出的紙帶，已知打點頻率為f，選取某一個打的點為計數(shù)點0，然后每隔4個點選一個計數(shù)點，依次記為1、2、3、4、5、6，各計數(shù)點到0點的距離分別為、、、、、實驗中測出小車的質(zhì)量M，力傳感器顯示拉力為F，從計數(shù)點1到5的過程中，外力對小車做的功為______，小車動能的變化為______。用本問所給的字母表示

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