【題目】如圖甲所示,空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng).勻強(qiáng)磁場(chǎng)分為ⅠⅡ兩個(gè)區(qū)域,其邊界為MNPQ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向如圖所示,Ⅰ區(qū)域高度為d,Ⅱ區(qū)域的高度足夠大.一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電的小球從磁場(chǎng)上方的O點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落,進(jìn)入電、磁復(fù)合場(chǎng)后,恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng).

圖甲 圖乙

(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大。

(2)若帶電小球運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間后恰能回到O點(diǎn),求帶電小球釋放時(shí)距MN的高度h

(3)若帶電小球從距MN的高度為3hO'點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落,為使帶電小球運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間后仍能回到O'點(diǎn),需將磁場(chǎng)Ⅱ向下移動(dòng)一定距離(如圖乙所示),求磁場(chǎng)Ⅱ向下移動(dòng)的距離y及小球從O'點(diǎn)釋放到第一次回到O'點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間T。

【答案】1 2 3

【解析】1)帶電小球進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)后恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則電場(chǎng)力與重力平衡,得

2+2分)

2)只有小球從進(jìn)入磁場(chǎng)的位置離開(kāi)磁場(chǎng),做豎直上拋運(yùn)動(dòng),才能恰好回到O點(diǎn)

2+2+2=6分)

解得:2分)

3)當(dāng)帶電小球從距MN的高度為3 hO'點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落時(shí),應(yīng)有

2+1分)

畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,如右圖所示,在中間勻速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,粒子的速度方向與豎直方向成30°角,根據(jù)幾何關(guān)系,可得

2分)

粒子自由落體和豎直上拋的總時(shí)間

1分)

粒子圓周運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間

2分)

粒子勻速直線運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間

1分)

一個(gè)來(lái)回的總時(shí)間

1分)

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】三個(gè)電子從同一地點(diǎn)同時(shí)沿同一方向垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),出現(xiàn)如圖所示的軌跡,則可以判斷(  )

A. 它們?cè)陔妶?chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

B. A、B在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,C先飛離電場(chǎng)

C. C進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度最大,A最小

D. 電場(chǎng)力對(duì)C做功最小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車(chē)在斜面上的運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)中使用的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T,他的實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①按圖甲安裝好實(shí)驗(yàn)器材;

②讓拖著紙帶的小車(chē)沿平板斜面開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),接通電源,重復(fù)幾次;

③選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶,舍去開(kāi)始比較密集的點(diǎn)跡,從便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始,每?jī)蓚(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖乙中01、2、6點(diǎn)所示;

④測(cè)量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離,分別記作s1s2、s3、、s6

⑤通過(guò)測(cè)量和計(jì)算,判斷出小車(chē)沿平板斜面做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

1)在上面甲圖中,圖中明顯存在的問(wèn)題是_____________________;電源應(yīng)該接________電源(選填直流或交流);實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中明顯的錯(cuò)誤是__________________。

2)若實(shí)驗(yàn)裝置安裝和操作過(guò)程完全正確,利用該同學(xué)測(cè)量的數(shù)據(jù)可以得到小車(chē)的加速度,計(jì)算加速度得到的表達(dá)式是a_________________

3)若該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中用量角器還測(cè)出了平板斜面的傾角α,且已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g,則在以下物理量中,還能計(jì)算出________(填字母序號(hào))。

A.小車(chē)的質(zhì)量 B.小車(chē)與平板斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ

C.小車(chē)到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)能 D.小車(chē)滑下過(guò)程中損失的機(jī)械能

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】把一個(gè)小球套在光滑細(xì)桿上,球與輕彈簧相連組成彈簧振子,小球沿桿在水平方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),它圍繞平衡位置OAB間振動(dòng),如圖所示,下列結(jié)論正確的是(

A. 小球在O位置時(shí),動(dòng)能最小,加速度最小

B. 小球A、B位置時(shí),動(dòng)能最大,加速度最大

C. 小球從A經(jīng)OB的過(guò)程中,回復(fù)力先做正功,后做負(fù)功

D. 小球從BO的過(guò)程中,振動(dòng)的能量不斷減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩虛線之間的空間內(nèi)存在著正交或平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,有一個(gè)帶正電的小球(電荷量+q,質(zhì)量為m)從正效或平行的電磁復(fù)合場(chǎng)上方的某一高度處自由落下,那么,帶電小球不可能沿直線通過(guò)下列的哪個(gè)電磁混合場(chǎng)(

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予英國(guó)的安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,表彰他們?cè)谑┎牧戏矫娴淖吭窖芯俊K悄壳笆澜缟弦阎膹?qiáng)度最高的材料,為太空電梯纜線的制造提供可能。近日,日本大林建設(shè)公司公布了建造太空電梯計(jì)劃,希望到了2050年,人們不需要搭乘太空船,只要搭電梯就能夠圓太空夢(mèng)。假設(shè)有一個(gè)從地面赤道上某處連向其正上方地球同步衛(wèi)星的太空電梯。關(guān)于太空電梯纜線上各處,下列說(shuō)法正確的是

A.重力加速度相同 B.線速度相同

C.角速度相同 D.各質(zhì)點(diǎn)處于完全失重狀態(tài)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)測(cè)量阻值約為25kΩ的電阻Rx,現(xiàn)備有下列器材:

A電流表量程100μA,內(nèi)阻約為2kΩ

B電流表量程500μA,內(nèi)阻約為300Ω

C電壓表量程15V,內(nèi)阻約為100kΩ;

D電壓表量程50V,內(nèi)阻約為500kΩ;

E直流電源20V,允許最大電流1A;

F滑動(dòng)變阻器最大阻值1kΩ,額定功率1W

G電鍵和導(dǎo)線若干

1電流表應(yīng)選 ,電壓表應(yīng)選 .(填字母代號(hào)

2為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,并使測(cè)量誤差盡量減小,請(qǐng)你在圖1方框中給該同學(xué)設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路圖,并用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,連接圖2電路

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在y0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向;在y0的空間中,存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直xy平面(紙面)向外.一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子,經(jīng)過(guò)y軸上y=h處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0,方向沿x軸正方向;然后,經(jīng)過(guò)x軸上x=2h處的 P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),并經(jīng)過(guò)y軸上y=-2h處的P3點(diǎn).不計(jì)重力.求

l)電場(chǎng)強(qiáng)度的大。

2)粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向.

3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。

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