精英家教網(wǎng)A.在一真空室內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行,已知電場(chǎng)強(qiáng)度E=40.0V/m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.30T.如圖所示,在該真空室內(nèi)建立Oxyz三維直角坐標(biāo)系,其中z軸豎直向上.質(zhì)量m=1.0×10-4 kg,帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以速度v0=100m/s沿+x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度方向與電場(chǎng)、磁場(chǎng)垂直,取g=10m/s2
(1)求電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向;
(2)若在某時(shí)刻撤去磁場(chǎng),求經(jīng)過(guò)時(shí)間t=0.2s帶電質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的變化量.
分析:(1)質(zhì)點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng),說(shuō)明受力平衡,根據(jù)平衡的條件來(lái)分析電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向;
(2)質(zhì)點(diǎn)受三個(gè)力的作用,處于平衡狀態(tài),那么任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)必定大小相等,方向相反,根據(jù)受力平衡求出受力的大小,根據(jù)動(dòng)能定理計(jì)算動(dòng)能的變化.
解答:解:(1)質(zhì)點(diǎn)受力平衡,質(zhì)點(diǎn)受到重力,電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的作用,
磁場(chǎng)和電場(chǎng)方向相同時(shí),與yoz平面平行,與-y方向成53°斜向下,如圖甲所示;
磁場(chǎng)和電場(chǎng)方向相反時(shí),與yoz平面平行,電場(chǎng)方向與y方向成53°斜向下,如圖乙所示.
精英家教網(wǎng)
(2)質(zhì)點(diǎn)受力平衡,根據(jù)平衡條件可得,
f=mgcos53℃=0.6mg
質(zhì)點(diǎn)受三個(gè)力的作用,處于平衡狀態(tài),那么任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)必定大小相等,
所以去掉磁場(chǎng)之后,電場(chǎng)力和重力的合力與原來(lái)的磁場(chǎng)力大小相等,方向相反,
所以F=f=ma=0.6mg,
所以加速度a=0.6g=6m/s2,
在合力方向上的速度為v=at=6×0.2=1.2m/s,
所以動(dòng)能的變化為
1
2
mv2=
1
2
×1.0×10-4×1.22=7.2×10-5J.
答:(1)電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向如上圖所示;
(2)經(jīng)過(guò)時(shí)間t=0.2s帶電質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的變化量為7.2×10-5J.
點(diǎn)評(píng):質(zhì)點(diǎn)的初速度的方向與合力的方向垂直,質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的變化量就等于質(zhì)點(diǎn)在合力方向上的動(dòng)能的增加量,根據(jù)這一點(diǎn)直接計(jì)算動(dòng)能即可.
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:

精英家教網(wǎng)如圖,真空室內(nèi)豎直條形區(qū)域I存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),條形區(qū)域Ⅱ(含I、Ⅱ區(qū)域分界面)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁場(chǎng)和電場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)且足夠長(zhǎng),M、N為涂有熒光物質(zhì)的豎直板.現(xiàn)有一束質(zhì)子從A處連續(xù)不斷地射入磁場(chǎng),入射方向與M板成60°夾角且與紙面平行,質(zhì)子束由兩部分組成,一部分為速度大小為v的低速質(zhì)子,另一部分為速度大小為3v的高速質(zhì)子,當(dāng)I區(qū)中磁場(chǎng)較強(qiáng)時(shí),M板出現(xiàn)兩個(gè)亮斑,緩慢改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱,直至亮斑相繼消失為止,此時(shí)觀察到N板有兩個(gè)亮斑.已知質(zhì)子質(zhì)量為m,電量為e,不計(jì)質(zhì)子重力和相互作用力,求:
(1)此時(shí)I區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(2)到達(dá)N板下方亮斑的質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)N板兩個(gè)亮斑之間的距離.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

在地面上方的真空室內(nèi),有一對(duì)平行金屬板M、N豎直放置,兩板間存在恒定的電勢(shì)差,設(shè)兩板間的電場(chǎng)可看作是勻強(qiáng)電場(chǎng),且兩板外無(wú)電場(chǎng),將一電量q=4×10-6C的帶電小球從兩極板上方距兩極板上端高度h=0.2m的A點(diǎn)以初動(dòng)能EK0=8×10-3J水平拋出,球恰好從靠近M板上端處射入板內(nèi),然后沿直線運(yùn)動(dòng)并碰到N板上的B點(diǎn),B點(diǎn)與極板上端相距L=0.15m,如圖所示.
(1)說(shuō)明小球從A到B的運(yùn)動(dòng)情況;
(2)試求M、N兩板間的電勢(shì)差.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2013?煙臺(tái)二模)如圖所示,真空室內(nèi)有三個(gè)水平方向足夠長(zhǎng)的區(qū)域,區(qū)域I中存在按下圖規(guī)律變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1(磁場(chǎng)垂直紙面向里時(shí)為正,T=
πm
2qB0
),區(qū)域Ⅱ中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域Ⅲ中存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,電場(chǎng)區(qū)域沿電場(chǎng)方向的寬度為L(zhǎng)三個(gè)區(qū)域的分界線沿水平方向且相互平行.t=0時(shí)刻一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,從A處以初速度v0垂直于分界線射入磁場(chǎng),t=
11
3
T時(shí)粒子從P點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后剛好能離開區(qū)域Ⅱ進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ的電場(chǎng)中,最終在N點(diǎn)(圖中未畫出)離開電場(chǎng),不計(jì)粒子重力,求:

(1)粒子在區(qū)域I做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑;
(2)從t=0到t=2T的時(shí)間內(nèi)粒子通過(guò)的路程:
(3)區(qū)域I在豎直方向的寬度;
(4)粒子在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間以及從P點(diǎn)到N點(diǎn)沿水平方向的位移大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(湖北省部分重點(diǎn)中學(xué)2012屆高三聯(lián)考試題)如圖所示,真空室內(nèi)豎直條形區(qū)域I存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),條形區(qū)域Ⅱ(含I、Ⅱ區(qū)域分界面)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁場(chǎng)和電場(chǎng)寬度均為L且足夠長(zhǎng),M、N為涂有熒光物質(zhì)的豎直板,F(xiàn)有一束質(zhì)子從A處連續(xù)不斷地射入磁場(chǎng),入射方向與M板成60°夾角且與紙面平行,質(zhì)子束由兩部分組成,一部分為速度大小為v的低速質(zhì)子,另一部分為速度大小為3v的高速質(zhì)子,當(dāng)I區(qū)中磁場(chǎng)較強(qiáng)時(shí),M板出現(xiàn)兩個(gè)亮斑,緩慢改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱,直至亮斑相繼消失為止,此時(shí)觀察到N板有兩個(gè)亮斑。已知質(zhì)子質(zhì)量為m,電量為e,不計(jì)質(zhì)子重力和相互作用力,求

(1)此時(shí)I區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;

(2)到達(dá)N板下方亮斑的質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;

(3)N板兩個(gè)亮斑之間的距離.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案