（15分）如圖所示，在平面的第一象限和第二象限區(qū)域內(nèi)，分別存在場強(qiáng)大小均為E的勻強(qiáng)電場Ⅰ和Ⅱ，電場Ⅰ的方向沿x軸正方向，電場Ⅱ的方向沿y軸的正方向。在第三象限內(nèi)存在著垂直于平面的勻強(qiáng)磁場Ⅲ，Q點的坐標(biāo)為（－x0，0）。已知電子的電量為－e，質(zhì)量為m（不計電子所受重力）。

（1）在第一象限內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子，電子經(jīng)勻強(qiáng)電場Ⅰ和Ⅱ后恰能透過Q點。求釋放點的位置坐標(biāo)x、y應(yīng)滿足的關(guān)系式；
（2）若要電子經(jīng)勻強(qiáng)電場Ⅰ和Ⅱ后過Q點時動能最小，電子應(yīng)從第一象限內(nèi)的哪點由靜止釋放?求該點的位置和過Q點時的最小動能。
（3）在滿足條件（2）的情況下，若想使電子經(jīng)過Q后再次到達(dá)y軸時離坐標(biāo)原點的距離為x0，求第三象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。
（1）（2）電子從第一象限內(nèi)的P()點由靜止釋放過Q點時動能最小，過Q點時的最小動能是（3）
(1)設(shè)電子從第一象限內(nèi)坐標(biāo)為(x，y)處由靜止釋放能過Q點，到達(dá)y軸時的速度為，由動能定理得：①  (1分)
若能到達(dá)Q點，則應(yīng)滿足：②      (1分)
③      (1分)④   (1分)
聯(lián)立①②③④得：⑤     (1分)
(2)由動能定理得：電子從P點由靜止釋放，經(jīng)勻強(qiáng)電場I和Ⅱ后過Q點時動能：⑥                 (1分)而 (當(dāng)時取“=”)⑦    (1分)
由⑤⑥⑦得：(當(dāng)時取“=”)⑧   (1分)
所以電子從第一象限內(nèi)的P()點由靜止釋放過Q點時動能最小，過Q點時的最小動能是
(3)若勻強(qiáng)磁場Ⅲ方向垂直紙面向里，則電子左偏，不會再到達(dá)y軸，所以勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向外．運(yùn)動軌跡如圖，則：
而
在滿足條件(2)的情況下所以=45°⑨                      (1分)
設(shè)在勻強(qiáng)磁場Ⅲ中做勻速圓周運(yùn)動的半徑為r，到達(dá)y軸上的A點，結(jié)合題中條件可推知，電子在磁場中運(yùn)動的軌跡應(yīng)為以QA為直徑的半圓，OA=x0，由幾何知識知：⑩        (1分)
設(shè)到達(dá)Q點的速度為，則      (1分)
解得：     (1分)
根據(jù)牛頓第二定律得：
解得：        (1分)
把和r的值代入，第三象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度
          (2分)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，足夠長的U形導(dǎo)體框架的寬度L=0.5m，電阻忽略不計，其所在平面與水平面成θ=37°角，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)體框平面，一根質(zhì)量m=0.2kg，有效電阻R=2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在U形框架上，導(dǎo)體棒與框架間的動摩擦因數(shù)為0.5，導(dǎo)體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運(yùn)動，通過導(dǎo)體棒截面的電量共為Q=2C．求：

（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動的速度；
（2）導(dǎo)體棒從開始下滑到剛開始勻速運(yùn)動這一過程中，導(dǎo)體棒的電阻消耗的電功．
（sin 37°=0.6  cos 37°=0.8  g=10m/s2）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（11分）如圖甲所示，光滑且足夠長的金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行地固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L＝0.20 m，兩導(dǎo)軌的左端之間所接的電阻R＝0.40 Ω，導(dǎo)軌上靜止放置一質(zhì)量m＝0.10 kg的金屬桿ab，位于兩導(dǎo)軌之間的金屬桿的電阻r＝0.10 Ω，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計．整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下．現(xiàn)用一水平外力F水平向右拉金屬桿，使之由靜止開始運(yùn)動，在整個運(yùn)動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，若理想電壓表的示數(shù)U隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示，求從金屬桿開始運(yùn)動經(jīng)t＝5.0 s時：

(1)通過金屬桿的感應(yīng)電流的大小和方向；
(2)金屬桿的速度大小；
(3)外力F的瞬時功率．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

電磁學(xué)的基本現(xiàn)象和規(guī)律在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。下列哪些電器件在工作時，不是應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(     )
A．干電池B．電磁爐C．動圈式話筒D．水力發(fā)電機(jī)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（14分）如圖甲所示，MN、PQ為間距L=0.5m足夠長的平行導(dǎo)軌，NQ⊥MN，導(dǎo)軌的電阻均不計。導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°，NQ間連接有一個R=4Ω的電阻。有一勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T。將一根質(zhì)量為m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好。現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時達(dá)到穩(wěn)定速度，已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2C，且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動過程中始終與NQ平行。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：

（1）金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ
（2）cd離NQ的距離s
（3）金屬棒滑行至cd處的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量
（4）若將金屬棒滑行至cd處的時刻記作t=0，從此時刻起，讓磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，為使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時間t變化（寫出B與t的關(guān)系式）。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

位于豎直平面內(nèi)的矩形平面導(dǎo)線框abdc，ab長L1＝1.0 m，bd長L2＝0.5 m，線框的質(zhì)量m＝0.2 kg，電阻R＝2 Ω.其下方有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，該區(qū)域的上、下邊界PP′和QQ′均與ab平行．兩邊界間距離為H，H>L2，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0 T，方向與線框平面垂直。如圖27所示，令線框的dc邊從離磁場區(qū)域上邊界PP′的距離為h＝0.7 m處自由下落．已知線框的dc邊進(jìn)入磁場以后，ab邊到達(dá)邊界PP′之前的某一時刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值．問從線框開始下落，到dc邊剛剛到達(dá)磁場區(qū)域下邊界QQ′的過程中，磁場作用于線框的安培力所做的總功為多少？(g取10 m/s2)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，電阻為R，導(dǎo)線電阻均可忽略，ef是一電阻可不計的水平放置的導(dǎo)體棒，質(zhì)量為m，棒的兩端分別與ab、cd保持良好接觸，又能沿框架無摩擦下滑，整個裝置放在與框架垂直的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)導(dǎo)體棒ef從靜止下滑一段時間后閉合開關(guān)S，則S閉合后(   )
A．導(dǎo)體棒ef的加速度可能大于g
B．導(dǎo)體棒ef的加速度一定小于g
C．導(dǎo)體棒ef最終速度隨S閉合時刻的不同而不同
D．導(dǎo)體棒ef的機(jī)械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定守恒

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖15所示，豎直放置的長直導(dǎo)線通以恒定電流，一矩形導(dǎo)電線框abcd與通電導(dǎo)線共面放置，且ad邊與通電導(dǎo)線平行．下列情況下能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　)

A．線框向左平動
B．線框與電流方向同向平動
C線框以直導(dǎo)線為軸轉(zhuǎn)動
D．線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

正方形金屬線框abcd，每邊長，總質(zhì)量m，回路總電阻R，用細(xì)線吊住，線的另一端跨過兩個定滑輪，掛著一個質(zhì)量為M的砝碼。線框上方為一磁感應(yīng)強(qiáng)度B的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)，如圖，線框abcd在砝碼M的牽引下做加速運(yùn)動，當(dāng)線框上邊ab進(jìn)入磁場后立即做勻速運(yùn)動。求：

（1）此時磁場對線框的作用力多大？線框勻速上升的速度多大？
（2）線框勻速進(jìn)入磁場的過程中，重物M有多少重力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?/div>

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案