如圖所示,真空中有一直角坐標(biāo)系xOy,M、N分別是y軸和x軸上的兩點(diǎn).該空間內(nèi)有一勻強(qiáng)電場,方向沿y軸負(fù)方向.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從M點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向射出,恰能通過N點(diǎn).已知OM=d,ON=2d,不計(jì)粒子重力.
(1)求該勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大。
(2)若撤去該勻強(qiáng)電場,在該空間加一勻強(qiáng)磁場,仍讓這個(gè)帶電粒子從M點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向射出,粒子仍通過N點(diǎn),求所加勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向.
(1)粒子在X軸方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),
所以粒子從M運(yùn)動(dòng)到N的時(shí)間為t=
2d
v0

粒子在Y軸方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)其加速度為a,
則根據(jù)牛頓第二定律有a=
qE
m

所以d=
1
2
at2=
1
2
qE
m
(
2d
v0
)2

解得:E=
m
v20
2dq

(2)由題意可知,粒子在M點(diǎn)所受洛倫茲力的方向沿Y軸負(fù)方向,
根據(jù)左手定則可知,所加勻強(qiáng)磁場的方向?yàn)椋捍怪奔埫嫱馔猓?br>粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其軌跡如圖所示,O′為軌跡的圓心,其半徑為 r.
由勾股定理得:(2d)2+(r-d)2=r2

所以r=
5d
2

根據(jù)牛頓第二定律有qvB=m
v20
r

解得:B=
2mv0
5dq

答:(1)則該勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大。E=
m
v20
2dq
;
(2)則所加勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。B=
2mv0
5dq
和方向垂直紙面外外.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子在O點(diǎn)以初速度v0與水平方向成θ角射出,粒子在運(yùn)動(dòng)中受阻力大小恒定為f.

(1)如果在某方向加上一定大小的勻強(qiáng)電場后,能保證粒子仍沿v0方向做直線運(yùn)動(dòng),試求所加勻強(qiáng)電場的最小值;
(2)若加上大小一定、方向水平向左的勻強(qiáng)電場,仍能保證粒子沿v0方向做直線運(yùn)動(dòng),并經(jīng)過一段時(shí)間后又返回O點(diǎn),求粒子回到O點(diǎn)時(shí)的速率.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,絕緣水平面上靜止著兩個(gè)質(zhì)量均為m,電量均為+Q的物體A和B(A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)),它們間的距離為r,與平面間的支摩擦因數(shù)均為μ,靜電力常數(shù)為K.求:
(1)A受的摩擦力為多大?
(2)如果將A的電量增至+4Q,B的電量不變,兩物體開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)它們的加速度第一次為零時(shí),A、B各運(yùn)動(dòng)了多少距離?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,絕緣的水平面上靜止著兩個(gè)質(zhì)量均為m,電荷量均為+Q的物體A和B(A,B均可視為質(zhì)點(diǎn)),它們間的距離為r,A,B與平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ.
(1)A受到的摩擦力為多大?
(2)如果將A的電荷量增至+4Q,兩物體開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)它們的加速度第一次為零時(shí),A,B相距多遠(yuǎn)?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

(單選題)如圖所示,在xoy平面內(nèi),有兩個(gè)帶電量分別為+Q、-Q的點(diǎn)電荷固定在位置(2a,0)與(-2a,0),E、F、G、H分別為平面內(nèi)的四個(gè)點(diǎn),它們的坐標(biāo)分別為(a,a)(-a,a)(-a,-a)(a,-a),則(  )
A.E點(diǎn)電勢比H點(diǎn)電勢高
B.E點(diǎn)場強(qiáng)比F點(diǎn)場強(qiáng)大
C.把一負(fù)電荷從F點(diǎn)移到G點(diǎn)電場力所做的功為零
D.把一正電荷從E點(diǎn)移到F點(diǎn)與移到G點(diǎn)電場力做的功相同

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,將一正電荷沿電場線從a點(diǎn)移到b點(diǎn),已知a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)高.下列判斷正確的是(  )
A.電場線方向由b指向aB.該電場一定是勻強(qiáng)電場
C.正電荷的電勢能增加D.電場力對(duì)正電荷做正功

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,半徑為r的絕緣光滑環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套有一質(zhì)量為m,帶電量為+q的珠子,現(xiàn)欲加一個(gè)與圓環(huán)面平行的勻強(qiáng)電場,使珠子由最高點(diǎn)A從靜止開始釋放,沿圓弧經(jīng)過B、C剛好能運(yùn)動(dòng)到D,
(1)求所加電場的場強(qiáng)最小值及所對(duì)應(yīng)的場強(qiáng)的方向;珠子由A到達(dá)D的過程中速度最大時(shí)對(duì)環(huán)的作用力大。
(2)在(1)問電場中,要使珠子能完成完整的圓運(yùn)動(dòng)在A點(diǎn)至少使它具有多大的初動(dòng)能?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

將一個(gè)電量為2×10-9C的點(diǎn)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場力做功WAB=8×10-9J,則A、B兩點(diǎn)間的電勢差UAB為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

光滑絕緣水平面上有一個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)正在以速度v向右運(yùn)動(dòng).如果加一個(gè)豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場,經(jīng)過一段時(shí)間后,該質(zhì)點(diǎn)的速度第一次變?yōu)榕c初始時(shí)刻的速度大小相等,方向相反;如果不加勻強(qiáng)磁場而改為加一個(gè)沿水平方向的電場強(qiáng)度為E勻強(qiáng)電場,經(jīng)過相同的一段時(shí)間,該質(zhì)點(diǎn)的速度也第一次變?yōu)榕c初始時(shí)刻的速度大小相等,方向相反,則
B
E
為( 。
A.
π
2v
B.
π
v
C.
v
D.
2v
π

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