【題目】如圖,xoy平面內(nèi)存在著平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng),一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v0沿x軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它經(jīng)過(guò)圖中虛線上的M 點(diǎn)時(shí),撤去電場(chǎng),粒子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后進(jìn)入一個(gè)垂直于xoy平面的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫(huà)出),又從虛線上的某一位置N處沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)并再次經(jīng)過(guò)M點(diǎn)。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,不計(jì)粒子的重力。試求:(結(jié)果用m、v0q、a表示)

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小及方向。

(2)N點(diǎn)的坐標(biāo)。

(3)矩形磁場(chǎng)的最小面積為多少?

【答案】(1) ,沿y軸反方向 (2) (3)

【解析】(1)因?yàn)?/span>-q向上做類(lèi)平拋,所以電場(chǎng)方向沿y軸的負(fù)方向

粒子從OM做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)時(shí)間為t,則有

(2)粒子運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)速度為v,與x方向的夾角為α,則

,即α=300

由題意知,粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),從N點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),由左手定則知磁場(chǎng)方向垂直于xoy平面(紙面)向外;粒子在磁場(chǎng)中以O′點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)半徑為R,

則由

解得粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

由幾何關(guān)系知,

所以N點(diǎn)的縱坐標(biāo)為 ,橫坐標(biāo)為

N點(diǎn)的坐標(biāo)為(,)

(3)當(dāng)矩形磁場(chǎng)為圖示粗實(shí)線矩形時(shí)的面積最小,則矩形的兩個(gè)邊長(zhǎng)分別是

L1=2R=2a

L2=R+Rsinβ=a

面積為:S= L1 L2=3a2

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,ab、c、d是均勻介質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)。相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2m、4m6m,一列簡(jiǎn)諧橫波以2m/s的波速沿x軸正向傳播,在t=0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處,質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開(kāi)始豎直向下運(yùn)動(dòng),t=3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)最高點(diǎn),此時(shí)位移為2cm。求

①?gòu)?/span>0時(shí)刻開(kāi)始到質(zhì)點(diǎn)d第一次到達(dá)最高點(diǎn)所需時(shí)間及此過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)b通過(guò)的路程;

②質(zhì)點(diǎn)d第一次到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)質(zhì)點(diǎn)b的位移。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)在探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件的實(shí)驗(yàn)中,將直流電源、滑動(dòng)變阻器、線圈A、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)按下圖連接.在實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)閉合的瞬間,電流計(jì)的指針向左偏.由此可判斷,在保持開(kāi)關(guān)閉合的狀態(tài)下( )

A. 當(dāng)線圈A拔出時(shí),電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)

B. 當(dāng)將鐵芯插入線圈A中時(shí),電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)

C. 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片勻速向N端滑動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針向不偏轉(zhuǎn)

D. 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片減速向N端滑動(dòng)時(shí),電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為理想氮?dú)獾?/span>p-V圖像,圖中a狀態(tài)至b狀態(tài)容積不變,b狀態(tài)至c狀態(tài)壓強(qiáng)不變,c狀態(tài)至a狀態(tài)溫度不變,且該氮?dú)庠?/span>a狀態(tài)時(shí)的溫度為300K,在b狀態(tài)時(shí)的體積為22.4L,求:

I、該氮?dú)庠?/span>c狀態(tài)時(shí)的體積;

II、請(qǐng)比較該氮?dú)庥?/span>b狀態(tài)到c狀態(tài)的過(guò)程中從外界吸收的熱量與對(duì)外做功的大小關(guān)系。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻Rx的阻值(900~1000Ω):

電源E,具有一定內(nèi)阻,電動(dòng)勢(shì)約為9.0V;

電壓表V1,量程為1.5V,內(nèi)阻r1=750Ω;

電壓表V2,量程為5V,內(nèi)阻r2=2500Ω;

滑線變阻器R,最大阻值約為100Ω;

單刀單擲開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干。

(1)測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3,試畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中的相應(yīng)的英文字母標(biāo)注)。_____________

(2)根據(jù)你所畫(huà)的電路原理圖在題給的實(shí)物圖上畫(huà)出連線。_____________

(3)若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示,電壓表V2的讀數(shù)用U2表示,則由已知量和測(cè)得量表示Rx的公式為Rx=____________________。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】波源S1S2振動(dòng)方向相同,頻率均為4 Hz,分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點(diǎn)處,OA=2 m,如圖所示.兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸相向傳播,波速為4 m/s.已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同.求:

①簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng);

OA間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一輛汽車(chē)在平直公路上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),所受阻力恒定,10s末撤掉牽引力,其速度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是

A. 0~5s10~15s內(nèi)加速度相同

B. 0~5s10~15s內(nèi)阻力做功相等

C. 0~5s5~10s內(nèi)牽引力做功的平均功率相等

D. 0~5s10~15s內(nèi)合外力的沖量相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,用質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量的重物m通過(guò)滑輪牽引小車(chē),使它在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況.利用該裝置可以完成探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn).接通電源,釋放小車(chē),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn),將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T.測(cè)得A、B、C……各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x1x2、x3……如圖乙所示.

(1)以下說(shuō)法正確的有_____

A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是直流電源

B.實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力的正確操作方法是改變小車(chē)的質(zhì)量

C.在不掛重物且計(jì)時(shí)器正常工作的情況下,輕推一下小車(chē).若小車(chē)拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng),表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響.

D.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中拉力對(duì)小車(chē)做的功Wmgx2,打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度v.

(2)v2為縱坐標(biāo),W為橫坐標(biāo),利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如圖所示的v2W圖象.由此圖象可得v2W變化的表達(dá)式為________________.根據(jù)功與能的關(guān)系,動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含v2這個(gè)因子;分析圖像斜率的單位關(guān)系,與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是__________.

(3)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響,若重物質(zhì)量不滿(mǎn)足遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量的條件,則從理論上分析,下圖中正確反映v2W關(guān)系的是_______.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在兩個(gè)同心的大小圓之間分布著指向圓心的電場(chǎng),在半徑為R的小圓內(nèi)分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。今在大圓周上的A點(diǎn)從靜止開(kāi)始釋放一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電的粒子(重力不計(jì)),它將往返于電場(chǎng)和磁場(chǎng)中不斷運(yùn)動(dòng)。當(dāng)粒子能夠返回A點(diǎn)且在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短時(shí),下列說(shuō)法正確的是

A. 粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R

B. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度大小為

C. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為

D. 大圓和小圓間的電勢(shì)差為

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