在光滑絕緣的水平面上建有如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,在此水平面上可視為質(zhì)點(diǎn)的不帶電小球a靜止于坐標(biāo)系的原點(diǎn)O,可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電小球b靜止在坐標(biāo)為(0,-h)的位置上。現(xiàn)加一方向沿y軸正方向、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),同時(shí)給a球以某一速度使其沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)b球到達(dá)坐標(biāo)系原點(diǎn)O時(shí)速度為v0,此時(shí)立即撤去電場(chǎng)而改加一方向垂直于絕緣水平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),最終b球能與a球相遇。求:
(1)b球的比荷
(2)從b球到達(dá)原點(diǎn)O開始至b球與a球相遇所需的時(shí)間;
(3)b球從開始位置運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O時(shí),a球的位置。
解:(1)b球受電場(chǎng)力作用做勻加速運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理得:
則b球的比荷為
(2)b球運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)后將在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
所以有:
周期
聯(lián)立得:
b球只能與a球相遇在圖中的S處,相遇所需時(shí)間為……)
(3)a球開始運(yùn)動(dòng)到與b球相遇所用時(shí)間為:
其中
a球通過的路程為OS=2R
所以可得a球的速度:v=
故v=
則a球在x軸上的坐標(biāo)為……)
a球的位置為(,0)
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

在光滑絕緣的水平面上,用長(zhǎng)為2L的絕緣輕桿連接兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B.A球的帶電量為+2q,B球的帶電量為-3q,組成一帶電系統(tǒng),如圖所示.虛線MP為AB兩球連線的垂直平分線,虛線NQ與MP平行且相距4L.最初A和B分別靜止于虛線MP的兩側(cè),距MP的距離均為L(zhǎng),且A球距虛線NQ的距離為3L.若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn),不計(jì)輕桿的質(zhì)量,在虛線MP,NQ間加上水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E后,則帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零B球電勢(shì)能的變化量(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在光滑絕緣的水平面上有一個(gè)用一根均勻?qū)w圍成的正方形線框abcd,其邊長(zhǎng)為L(zhǎng),總電阻為R,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的左邊,圖中虛線MN為磁場(chǎng)的左邊界.線框在恒力作用下向右運(yùn)動(dòng),其中ab邊保持與MN平行.當(dāng)線框以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),它恰好做勻速運(yùn)動(dòng),求:
(1)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E;
(2)在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差;
(3)在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中恒力所做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在光滑絕緣的水平面上固定兩個(gè)等量負(fù)點(diǎn)電荷A和B,O點(diǎn)為AB連線的中點(diǎn),C、D為AB連線上關(guān)于0點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)點(diǎn),且CO=OD=L.一帶正電的可視為點(diǎn)電荷的小球以初速度v.從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn).設(shè)O點(diǎn)的電勢(shì)?0=0,取C點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),向右為x軸的正方向,在下列中關(guān)于小球的電勢(shì)能EP、小球的動(dòng)能EK、電勢(shì)?、電場(chǎng)強(qiáng)度E與小球運(yùn)動(dòng)的位移x變化的圖象,可能正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在光滑絕緣的水平面上,有一靜止在A點(diǎn)質(zhì)量為m=1×10-3kg、帶正電的小球,現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)使小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),靜電力做功為W=0.2J,已知A、B兩點(diǎn)間距離為L(zhǎng)=0.1m,電勢(shì)差為UAB=20V,
(1)判斷勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向;
(2)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大。
(3)求小球的帶電量;
(4)求小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)在光滑絕緣的水平面上有半圓柱形的凹槽ABC,截面半徑為R=0.4m.空間有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),一個(gè)質(zhì)量m=0.02kg,帶電量q=+l.0×l0-3 C的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0=4m/s從A點(diǎn)水平飛人凹槽,恰好撞在D點(diǎn),D與O的連線與水平方向夾角為θ=53°,重力加速度取g=10m/s2,sin 53°=0.8.cos 53°=0.6,試求:
(1)小球從A點(diǎn)飛到D點(diǎn)所用的時(shí)間t;
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;
(3)從A點(diǎn)到D點(diǎn)帶電小球電勢(shì)能的變化量.

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