(18分)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平且垂直紙面向里,有兩個(gè)帶電小球a和b,a恰能在垂直于磁場(chǎng)方向的豎直平面內(nèi)做半徑r=0.8 m的勻速圓周運(yùn)動(dòng),b恰能以v=2 m/s的水平速度在垂直于磁場(chǎng)方向的豎直平面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng).小球a、b質(zhì)量ma=10 g,mb=40 g,電荷量qa=1×10-2C,qb= 2×10-2C,g=10m/s2。求:
(1)小球a和b分別帶什么電?電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小?
(2)小球a做勻速周周運(yùn)動(dòng)繞行方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針?速度大小va是多大?
(3)設(shè)小球b的運(yùn)動(dòng)軌跡與小球a的運(yùn)動(dòng)軌跡的最低點(diǎn)相切,當(dāng)小球a運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)即切點(diǎn)時(shí)小球b也同時(shí)運(yùn)動(dòng)到切點(diǎn),a、b相碰后合為一體,設(shè)為c,在相碰結(jié)束的瞬間,c的加速度ac=?
解:(1)小球a在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力和重力的合力為零,電場(chǎng)力方向向上,所以小球a帶正電,且有
mag=qaE··································································①
E=10 N / C································································②
小球b做勻速直線運(yùn)動(dòng),合力為零,帶正電,且有
mbg=qbvB+qbE·····························································③
B=5T·····································································④
(2)小球a做勻速圓周運(yùn)動(dòng)繞行方向是逆時(shí)針方向。
由
得······························································⑤
va=4 m / s·································································⑥
(3)a、b相碰前速度方向相同,設(shè)碰后的共同速度為vc,則
ma va+mb v=(ma+mb) vc······················································⑦
vc=2.4 m / s································································⑧
由牛頓第二定律得
mcac=qcE+qc vcB – meg······················································⑨
mc=ma+mb
qc=(qa+qb)
解得ac=3.2 m / s2··························································⑩
評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):本題滿分18分。其中判斷a、b帶電性質(zhì)各1分,a繞行方向1分,①式2分,②式1分,③式2分,④式1分,⑤式2分,⑥式1分,⑦式2分,⑧式1分,⑨式2分,⑩式1分。
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科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:
A、小球一定帶正電 | B、電場(chǎng)力跟重力平衡 | C、小球在從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中,電勢(shì)能一定增大 | D、小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒 |
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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年山東濟(jì)寧市泗水一中高二12月質(zhì)量檢測(cè)物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題
如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域是緊鄰的,且寬度相等均為 d ,電場(chǎng)方向在紙平面內(nèi)豎直向下,而磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.一帶正電粒子從 O 點(diǎn)以速度 v0沿垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng),在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),從 A 點(diǎn)離開電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng),離開電場(chǎng)時(shí)帶電粒子在電場(chǎng)方向的位移為電場(chǎng)寬度的一半,當(dāng)粒子從C點(diǎn)穿出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與進(jìn)入電場(chǎng)O點(diǎn)時(shí)的速度方一致,(帶電粒子重力不計(jì))求
(l)粒子從 C 點(diǎn)穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度v;
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度 E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的比值 E / B ;
(3)粒子在電、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。
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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年山東德州市某中學(xué)高二12月月考物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題
如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域是緊鄰的,且寬度相等均為 d ,電場(chǎng)方向在紙平面內(nèi)豎直向下,而磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.一帶正電粒子從 O 點(diǎn)以速度 v0沿垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng),在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),從 A 點(diǎn)離開電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng),離開電場(chǎng)時(shí)帶電粒子在電場(chǎng)方向的位移為電場(chǎng)寬度的一半,當(dāng)粒子從C點(diǎn)穿出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與進(jìn)入電場(chǎng)O點(diǎn)時(shí)的速度方一致,(帶電粒子重力不計(jì))求
(l)粒子從 C 點(diǎn)穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度v;
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度 E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的比值 E / B ;
(3)粒子在電、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。
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科目:高中物理 來源:2014屆山東濟(jì)寧市高二12月質(zhì)量檢測(cè)物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題
如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域是緊鄰的,且寬度相等均為 d ,電場(chǎng)方向在紙平面內(nèi)豎直向下,而磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.一帶正電粒子從 O 點(diǎn)以速度 v0 沿垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng),在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),從 A 點(diǎn)離開電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng),離開電場(chǎng)時(shí)帶電粒子在電場(chǎng)方向的位移為電場(chǎng)寬度的一半,當(dāng)粒子從C點(diǎn)穿出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與進(jìn)入電場(chǎng)O點(diǎn)時(shí)的速度方一致,(帶電粒子重力不計(jì))求
(l)粒子從 C 點(diǎn)穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度v;
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度 E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的比值 E / B ;
(3)粒子在電、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。
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