【題目】如圖所示,在空間坐標(biāo)系x0區(qū)域中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,在一、四象限的正方形區(qū)域CDEF內(nèi)有方向如圖所示的正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,已知CD2L,OCLE24E1.在-x軸上有一質(zhì)量為m、電量為+q的金屬a球以速度v0沿x軸向右勻速運(yùn)動(dòng),并與靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)O處用絕緣細(xì)支柱支撐的(支柱與b球不粘連、無摩擦)質(zhì)量為2m、不帶電金屬b球發(fā)生彈性碰撞。已知a、b球體積大小、材料相同且都可視為點(diǎn)電荷,碰后電荷總量均分,重力加速度為g,不計(jì)ab球間的靜電力,不計(jì)ab球產(chǎn)生的場(chǎng)對(duì)電場(chǎng)、磁場(chǎng)的影響,求:

(1)碰撞后,a、b兩球的速度大。

(2)a、b碰后,若b球從CD邊界射出,求b球運(yùn)動(dòng)時(shí)間的范圍;

(3)若將磁場(chǎng)反向,兩球可否再次碰撞,若可以,請(qǐng)求出磁感應(yīng)強(qiáng)度;若不可以,請(qǐng)簡(jiǎn)述理由.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

1a勻速運(yùn)動(dòng),則:mgqE1

ab碰撞,由動(dòng)量守恒定律得:mv0mva+2mvb

碰撞過程由能量守恒得:

聯(lián)立解得:

2)碰撞后,b受到的電場(chǎng)力為:F

b做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:

解得:

b恰好從C射出,則:L2r

聯(lián)立解得:

b恰好從D射出,則由幾何關(guān)系得:r24L2+rL2

解得:

聯(lián)立解得:

故若bCD邊界射出,則其在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間滿足:

3)碰后a、b電量總量平分,即:

碰后a在電場(chǎng)中向左做類平拋運(yùn)動(dòng),b在垂直紙面向外的磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)半周再進(jìn)入電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)兩球再次相遇的位置在P點(diǎn),其坐標(biāo)為(-x,-y

根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)xvt

則類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間差滿足

由牛頓第二定律得球a a

同理球b

解得

根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)

則類平拋運(yùn)動(dòng)的側(cè)向位移差滿足

聯(lián)立方程得

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:

【題目】如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小木塊ab(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤上,a與轉(zhuǎn)軸OO的距離為l,b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l.木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為g,若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng),用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.下列說法正確的是( 。

A. b一定比a先開始滑動(dòng)

B. b開始滑動(dòng)的臨界角速度

C. ab所受的摩擦力始終相等

D. 當(dāng)時(shí),a所受摩擦力的大小為kmg

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】20171231日上合昆明國際馬拉松比賽期間,一輛保障救援的小車執(zhí)行任務(wù)時(shí),在一條沿東西方向的公路上做直線運(yùn)動(dòng),設(shè)向東為運(yùn)動(dòng)的方向,其位移一時(shí)間圖象如圖所示。下列對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的描述正確的選項(xiàng)是:(

A. 0內(nèi)小車向東勻速上坡;內(nèi)小車向東勻速直線運(yùn)動(dòng); 內(nèi)小車向東勻速下坡

B. 0內(nèi)小車向東勻加速直線運(yùn)動(dòng);內(nèi)小車向東勻速直線運(yùn)動(dòng);內(nèi)小車向東勻減速直線運(yùn)動(dòng)

C. 0內(nèi)小車向東勻加速直線運(yùn)動(dòng);內(nèi)小車靜止;內(nèi)小車向西勻減速直線運(yùn)動(dòng)

D. 0內(nèi)小車向東勻速直線運(yùn)動(dòng);內(nèi)小車靜止;內(nèi)小車向西勻速直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為測(cè)定某舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材:

A.舊干電池1節(jié);

B.電壓表(視為理想電壓表,量程為03 V);

C.電阻箱R(0999.9Ω)

D.定值電阻R010Ω;

E.多用電表;

F.開關(guān)、導(dǎo)線若干.

(1)同學(xué)甲直接使用多用電表的直流2.5V擋測(cè)量該干電池的電動(dòng)勢(shì),讀數(shù)如圖所示,則該同學(xué)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)E______V,此測(cè)量值比舊干電池電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值______(選填偏大或者偏小”)。

(2)同學(xué)乙將干電池接入如圖所示的電路,規(guī)范操作得到如圖所示的圖像。該同學(xué)所描繪的圖像中,橫坐標(biāo)是________(填選項(xiàng)前的字母)。

AR

B

C

(3)按照(2)問中所選的橫坐標(biāo),已知圖像的斜率為k,縱坐標(biāo)的截距為b,則干電池的電動(dòng)勢(shì)E________,內(nèi)阻r________(k、b、R0表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.4m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=6V、內(nèi)阻r=1Ω的直流電源。現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.04kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.75Ω,金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),g10m/s2。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:

(1)導(dǎo)體受到的安培力大小;

(2)導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小和方向。

(3)若感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向可以改變,為了使導(dǎo)體靜止在斜面上且對(duì)斜面無壓力,此處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B′的大小和方向

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ,它們之間的寬度為LMP之間接入電動(dòng)勢(shì)為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻),F(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m,電阻為R的金屬棒ab,并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方,如圖所示,問:

1當(dāng)ab棒靜止時(shí),受到的支持力和摩擦力各為多少?

2B的大小和方向均能改變,則要使ab棒所受支持力為零,B的大小至少為多少?此時(shí)B的方向如何?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)想測(cè)定滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù),設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)。

(1)10分度游標(biāo)卡尺測(cè)遮光條寬度d的示數(shù)如圖乙,則d=___________mm;

(2)先用天平測(cè)出滑塊和遮光條的總質(zhì)量m后,按圖甲安裝好器材,把滑塊從桌面上某一位置靜止釋放,測(cè)得滑塊經(jīng)過兩光電門時(shí)遮光條的遮光時(shí)間分別為t1t2,彈簧秤的示數(shù)為F,重力加速度為g,為測(cè)出滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù),還需要測(cè)出的物理量是__________;

(3)為減小本實(shí)驗(yàn)的誤差,下列做法正確的是_____________。

A.遮光條寬度應(yīng)盡可能小些

B.動(dòng)滑輪與重物的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于滑塊與遮光條的總質(zhì)量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是貨場(chǎng)裝卸貨物的示意圖,圖中吊車向左運(yùn)動(dòng)的速率 v恒定,使懸吊著的貨物也以同一速率 v做水平方向上的勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)貨物距貨車 x時(shí),吊車上的卷揚(yáng)機(jī)突然啟動(dòng),使貨物在水平方向上仍以 v勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),又沿豎直方向向上做加速度為 a的勻加速運(yùn)動(dòng).

(1)若貨物的總質(zhì)量為 M,求卷揚(yáng)機(jī)啟動(dòng)前、后吊繩上的拉力各是多大?

(2)以卷揚(yáng)機(jī)啟動(dòng)瞬間物體所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn) O,水平向左為+x方向,豎直向上為+y方向,請(qǐng)?jiān)谌鐖D坐標(biāo)系中畫出貨物運(yùn)動(dòng)的大致軌跡.

(3)為使貨物到達(dá)貨車時(shí)至少提升 h高度,則v最大值為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為0.4kg的木塊以2m/s的速度水平地滑上靜止的平板小車,小車的質(zhì)量為1.6kg,木塊與小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25(g10m/s2)。設(shè)小車足夠長(zhǎng),地面光滑,求:

(1)木塊和小車相對(duì)靜止時(shí)小車的速度;

(2)從木塊滑上小車到它們處于相對(duì)靜止所經(jīng)歷的時(shí)間;

(3)從木塊滑上小車到它們處于相對(duì)靜止木塊在小車上滑行的距離。

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