【題目】如圖所示的直角坐標(biāo)系xOy中，在第一象限和第四象限分別存在垂直紙面向外和向里的勻強(qiáng)磁場，PQ是磁場的右邊界，其左右寬度為6，磁場的上下區(qū)域足夠大。在第二象限存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子從x軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于x軸沿y軸正方向射入電場中，粒子經(jīng)過電場偏轉(zhuǎn)后從y軸上的N點(diǎn)進(jìn)入第一象限，一段曲線運(yùn)動之后，帶電粒子剛好垂直x軸飛入第四象限的磁場，再次偏轉(zhuǎn)后，從磁場的右邊界PQ 上的某點(diǎn)D（圖中未畫出）飛出磁場。已知M點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為，N點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為，不計(jì)帶電粒子的重力，求：

(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為多大？

(2)第一象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1有多大？

(3)若第四象限的勻強(qiáng)磁場，求帶電粒子從M點(diǎn)進(jìn)入電場，到從磁場右邊界的D點(diǎn)離開磁場，運(yùn)動的總時(shí)間是多少？

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)設(shè)帶電粒子在電場中運(yùn)動的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律，有

粒子沿y軸方向

粒子沿x軸方向

解得勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度

(2)粒子沿x軸方向做勻加速運(yùn)動，進(jìn)入第一象限的水平速度

粒子進(jìn)入磁場時(shí)與y軸正向夾角

解得

則粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度大小為

在第一象限由洛倫茲力提供向心力，有

在第一象限粒子的運(yùn)動半徑

由幾何關(guān)系得

解得第一象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1

(3)帶電粒子在第二象限電場中運(yùn)動的時(shí)間

帶電粒子在第一象限運(yùn)動周期

帶電粒子在第一象限運(yùn)動的時(shí)間

帶電粒子在第四象限磁場中的半徑

帶電粒子進(jìn)入第四象限磁場時(shí)的水平位置坐標(biāo)

所以，粒子在第四象限轉(zhuǎn)過90°，帶電粒子在第四象限運(yùn)動的周期為

帶電粒子在第四象限運(yùn)動的時(shí)間

帶電粒子在電、磁場中運(yùn)動的總時(shí)間為

答：(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為；(2)第一象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1為 ；(3)若第四象限的勻強(qiáng)磁場，帶電粒子從M點(diǎn)進(jìn)入電場，到從磁場右邊界的D點(diǎn)離開磁場，運(yùn)動的總時(shí)間是。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明同學(xué)購買了一捆標(biāo)稱長度為L=100m的銅導(dǎo)線，他想用學(xué)過的知識來測量該電線的電阻率。他先用多用電表粗測了該電線的電阻Rx大約2Ω。然后從實(shí)驗(yàn)室還找到以下器材：

A.電源E：電動勢約為4.0V，內(nèi)阻約0.2Ω；

B.電流表A1：量程為0.6A，內(nèi)阻r1=1Ω；

C.電流表A2：量程為3A，內(nèi)阻約為0.1Ω

D.定值電阻R1=20Ω；

E.定值電阻R2=5Ω；

F.滑動變阻器R：最大阻值5Ω；

G.開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干；

H.螺旋測微器。

(1)他用螺旋測微器測量導(dǎo)線的直徑d，其中一次測量的示數(shù)如圖所示，d=_____________mm；

(2)請根據(jù)方框乙內(nèi)的部分電路，合理選用所給器材，補(bǔ)全測量銅導(dǎo)線電阻的電路，要求在電路圖上注明所選元件符號___________；

(3)小明用設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲得多組電流表A1和A2的讀數(shù)I1、I2，描點(diǎn)作圖得到如圖丙所示的圖象。如果把圖甲中示數(shù)作為銅導(dǎo)線的直徑，可以算出銅導(dǎo)線的電阻率為 =_________×10-8Ω·m（取3.14，計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）；

(4)通過查詢相關(guān)資料，小明發(fā)現(xiàn)銅導(dǎo)線的標(biāo)準(zhǔn)電阻率Ω·m，則該導(dǎo)線的實(shí)際長度為_______m（保留三位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧左端固定在墻壁上，右端與置于水平面上的質(zhì)量為m的小滑塊相連。在以下的討論中小滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，取彈簧原長時(shí)彈性勢能為0，且空氣阻力可忽略不計(jì)。

（1）若水平面光滑，以彈簧原長時(shí)小滑塊的位置O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立水平向右的坐標(biāo)軸Ox，如圖甲所示。

①請?jiān)趫D乙中畫出彈簧彈力F與小滑塊所在位置坐標(biāo)x的關(guān)系圖像。

教科書中講解了由v - t圖像求位移的方法，請你借鑒此方法，并根據(jù)F-x圖像推導(dǎo)出小滑塊在x位置時(shí)彈簧彈性勢能Ep的表達(dá)式。（已知彈簧的勁度系數(shù)為k）

②小滑塊在某輕質(zhì)彈簧的作用下，沿光滑水平面在O點(diǎn)附近做往復(fù)運(yùn)動，其速度v的大小與位置坐標(biāo)x的關(guān)系曲線如圖丙所示，其中vm和x0皆為已知量，請根據(jù)圖丙中v-x圖像提供的信息求解本題中彈簧的勁度系數(shù)k′。

（2）若水平面不光滑，且已知小滑塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ。仍以彈簧原長時(shí)小滑塊的位置O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立水平向右的坐標(biāo)軸Ox，將小滑塊沿水平面向右拉到距離O點(diǎn)為l0的P點(diǎn)按住（l0>μmg/k），如圖丁所示。計(jì)算中可以認(rèn)為滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小相等，已知重力加速度為g，彈簧的勁度系數(shù)為k。

①若放手后小滑塊第一次經(jīng)過O點(diǎn)向左運(yùn)動至最遠(yuǎn)點(diǎn)Q，求Q點(diǎn)與O點(diǎn)的距離，并分析如果小滑塊在Q點(diǎn)停不住，l0與μ、m和k等物理量之間應(yīng)滿足什么條件；

②若放手后小滑塊第二次經(jīng)過O點(diǎn)后在向右運(yùn)動的過程中逐漸減速最終靜止，求小滑塊從P點(diǎn)開始運(yùn)動的整個(gè)過程中所通過的總路程。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在光滑水平面上有一質(zhì)量為1kg的物體，它的左端與一勁度系數(shù)為800N/m的輕彈簧相連，右端連接一細(xì)線。物體靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向成37°角，此時(shí)物體與水平面剛好接觸但無作用力，彈簧處于水平狀態(tài)，如圖所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，則下列判斷正確的是（　�。�

A.當(dāng)剪斷細(xì)線的瞬間，物體的加速度大小為7.5m/s2

B.當(dāng)剪斷細(xì)線的瞬間，物體所受合外力為12.5N

C.當(dāng)剪斷彈簧的瞬間，物體所受合外力為零

D.當(dāng)剪斷彈簧的瞬間，物體的加速度大小為7.5m/s2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場，一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處釋放后穿過磁場，整個(gè)過程線框平面始終豎直，線框邊長小于磁場區(qū)域上下寬度。以線框剛進(jìn)入磁場時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，下列描述線框所受安培力 F 隨時(shí)間 t變化關(guān)系的圖中，錯誤的是（ ）

A.

B.

C.

D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場。一帶電粒子垂直磁場邊界從a點(diǎn)射入，從b點(diǎn)射出。下列說法正確的是（　�。�

A.粒子帶負(fù)電

B.粒子在b點(diǎn)速率大于在a點(diǎn)速率

C.若僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，則粒子可能從b點(diǎn)左側(cè)射出

D.若僅減小入射速率，則粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)間變長

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】對于不同類型的物體和運(yùn)動情況，測量速率的方法往往是不同的，當(dāng)然測量速度的方法也受到歷史的局限性和實(shí)驗(yàn)室提供的儀器的限制。

(1)歷史上，由于測量條件的限制，伽利略無法用直接測量運(yùn)動速度的方法來尋找自由落體的運(yùn)動規(guī)律。因此他設(shè)想用斜面來“沖淡”重力，“放慢”運(yùn)動，而且把速度的測量轉(zhuǎn)化為對路程和時(shí)間的測量，并把自由落體運(yùn)動看成為沿傾角為90°的斜面下滑運(yùn)動的外推。假設(shè)一個(gè)時(shí)間單位為T，一個(gè)長度單位d，實(shí)驗(yàn)中記錄了小球沿光滑斜面在不同時(shí)間內(nèi)相對于起始點(diǎn)的距離，如下表所示，則分析表中數(shù)據(jù)可知，小球在t=3T時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于多少？（用已知量T、d表示即可）

時(shí)間

0

T

2T

3T

4T

5T

6T

距離

0

d

4d

9d

16d

25d

36d

(2)帶電粒子的速度可以利用速度選擇器進(jìn)行測量。如下圖所示，真空環(huán)境中平行放置的金屬板間距為d，兩板間有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，帶電粒子以某一速度兩金屬板的左側(cè)中間沿平行于金屬板面的方向射入兩板間，當(dāng)板間電壓為U時(shí)，帶電粒子恰好沿直線（圖中虛線）穿越兩板，不計(jì)帶電粒子的重力，求它的速度大小？

(3)由于中子不帶電，因此中子的速度無法直接使用速度選擇器進(jìn)行測量，可以采用碰撞的方法進(jìn)行間接測量。低速中子與靜止的原子核發(fā)生相互作用，有一定概率會與原子核發(fā)生彈性正碰。假設(shè)一群低速中子的速度大小相同，甲、乙原子核質(zhì)量分別為M1、M2，這群中子中的兩個(gè)中子分別與靜止的甲、乙兩原子核發(fā)生彈性正碰后，利用電偏轉(zhuǎn)或磁偏轉(zhuǎn)的方法測量得甲、乙原子核被碰后的速度大小分別為v1、v2，求這群中子的速度大小？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于靜電場，下列說法正確的是（ ）

A.電勢高的地方電場線密，電勢低的地方電場線疏

B.在勻強(qiáng)電場中，任意兩點(diǎn)間的電勢差與這兩點(diǎn)間的距離成正比

C.保持平行板電容器所帶電荷量不變，減小兩板間的距離，板間電場的電場強(qiáng)度不變

D.保持平行板電容器所帶電荷量及兩板間距離不變，兩板間插入玻璃板，板間電場的電場強(qiáng)度增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測量物塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)。物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，如圖2所示為電火花計(jì)時(shí)器打下的一條紙帶，A、B、C、D、E為5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)沒標(biāo)出，已知紙帶與A點(diǎn)相近的一端跟小車相連。A、B間的距離為，D、E間的距離為。

（1）電火花計(jì)時(shí)器使用的電源為________。

A.46V的交流電源 B.46V的直流電源

C.220V的交流電源 D.220V的直流電源

（2）若使用電源的頻率為50Hz，打C點(diǎn)時(shí)，物塊的瞬時(shí)速度________；物塊的加速度大小為_______（計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）。

（3）若重物的質(zhì)量為0.10kg，物塊的質(zhì)量為0.40kg，重力加速度g取，根據(jù)（2）中的數(shù)據(jù)可得物塊與水平桌面的動摩擦因數(shù)為__________（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。

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