【題目】如圖所示,電壓為U的兩塊平行金屬板MN,M板帶正電.x軸與金屬板垂直,原點O與N金屬板上的小孔重合,在O≤x≤d區(qū)域存在垂直紙面的勻強磁場B1(圖上未畫出)和沿y軸負(fù)方向大小為E=的勻強電場,B1與E在y軸方向的區(qū)域足夠大.有一個質(zhì)量為m,帶電荷量為q的帶正電粒子(粒子重力不計),從靠近M板內(nèi)側(cè)的P點(P點在x軸上)由靜止釋放后從N板的小孔穿出后沿x軸做直線運動;若撤去磁場B1,在第四象限x>d的某區(qū)域加上左邊界與y軸平行且垂直紙面的勻強磁場B2(圖上未畫出),為了使粒子能垂直穿過x軸上的Q點,Q點坐標(biāo)為(d,0).求:

(1)磁感應(yīng)強度B1的大小與方向;

(2)磁感應(yīng)強度B2的大小與方向;

(3)粒子從坐標(biāo)原點O運動到Q點所用的時間t.

【答案】(1),方向垂直紙面向里

(2),方向垂直紙面向里

(3)(1+π)d

【解析】

試題分析: (1)設(shè)粒子從O點穿出時速度為v0

由動能定理得:qU=mv

得v0

由于粒子在0≤x≤d區(qū)域內(nèi)的電場和磁場的疊加場中做直線運動,粒子所受電場力與洛倫茲力平衡,有qv0B1=qE

得B1

磁場B1方向垂直紙面向里.

(2)撤去磁場B1,粒子在0≤x≤d區(qū)域內(nèi)的電場中運動的時間t=

設(shè)粒子離開電場時偏向角為θ

有:vy=at,a=

tanθ=,θ=30°

粒子離開電場時速度大小v=v0

依題意,粒子運動軌跡如圖所示,設(shè)在x>d的某區(qū)域磁場中半徑為r,可得:

FO′=2r

2r+r=OQ-OF=3d

解得r=d

由洛倫茲力提供向心力:

qvB2得:B2,方向垂直紙面向里

(3)由幾何關(guān)系可知O到磁場左邊界在x軸上的距離為L=2.5d-rcos60°=2d

粒子從O到磁場左邊界所用時間

t1=d

在磁場中運動時間

t2T=

總時間t=t1+t2=(1+π)d

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】某同學(xué)用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)電阻r。

I.設(shè)計電路圖如左圖所示,將實驗測得數(shù)據(jù)標(biāo)在U-I圖中,根據(jù)標(biāo)出的點,由圖線求出E=____V,r=____Ω.(保留一位小數(shù))

II.該同學(xué)通過分析由于電壓表有分流作用,使得實驗測量產(chǎn)生誤差,事實上不管是電壓表還是電流表都不可能是完全理想電表.通過對實驗原理的改進(jìn),設(shè)計實驗的電路圖如右圖所示.

(1)閉合開關(guān)S,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器R1、R2,可以使電流表G的示數(shù)為0,則此時電流表A1、A2的示數(shù)分別為I10、I20,電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U10、U20,則流過電源的電流為I1=__________,電源的路端電壓為U1=______

(2)再次調(diào)節(jié)R1、R2,使電流表G的示數(shù)變?yōu)?,電流表A1、A2的示數(shù)分別為I11、I21,電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U11、U21,流過電源的電流為I2,電源的路端電壓為U2

由上述步驟中測量的物理量,可以得出電動勢E=_______;由于本實驗不必考慮電表帶來的誤差,測量值與真實值是相等的。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一半徑為R的固定的光滑絕緣圓環(huán),位于豎直平面內(nèi),環(huán)上有兩個相同的帶電小球a和b(可視為質(zhì)點),只能在環(huán)上移動,靜止時兩小球之間的距離為R,現(xiàn)用外力緩慢推左球a使其達(dá)到圓弧最低點c,然后撤出外力,下列說法正確的是( )

A. 在左球a到達(dá)c點的過程中,圓環(huán)對b求的支持力變大

B. 在左球a到達(dá)c點的過程中,外力做正功,電勢能增加

C. 在左球a到達(dá)c點的過程中,a,b兩球的重力勢能之和不變

D. 撤除外力后,a,b兩球在軌道上運動過程中系統(tǒng)的能量守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了測量某行星的質(zhì)量和半徑,宇航員記錄了登陸艙在該行星表面做圓周運動的周期T,登陸艙在行星表面著陸后,用彈簧稱稱量一個質(zhì)量為m的砝碼讀數(shù)為N。已知引力常量為G。則下列計算中錯誤的是:

A. 該行星的質(zhì)量為 B. 該行星的半徑為

C. 該行星的密度為 D. 在該行星的第一宇宙速度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(多選)如圖,電路為演示自感現(xiàn)象的實驗電路.實驗時,先閉合開關(guān)S,穩(wěn)定后設(shè)通過線圈L的電流為Il,通過小燈泡E的電流為I2,小燈泡處于正常發(fā)光狀態(tài),迅速斷開開關(guān)S,則可觀察到燈泡E閃亮一下后熄滅,在燈E閃亮短暫過程中:

A. 線圈L中電流I1逐漸減為零

B. 線圈L兩端a端電勢高于b

C. 小燈泡E中電流由Il逐漸減為零,方向與I2相反

D. 小燈泡E中電流由I2逐漸減為零,方向不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶,如圖所示,某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧,當(dāng)汽車行駛的速率為時,汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢,則在該彎道處( )

A. 路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低

B. 車速只要低于,車輛便會向內(nèi)側(cè)滑動

C. 車速雖然高于,但只要不超出某一最高限度,車輛便不會向外側(cè)滑動

D. 當(dāng)路面結(jié)冰時,與未結(jié)冰時相比, 的值變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,研究平拋運動規(guī)律的實驗裝置放置在水平桌面上,利用光電門傳感器和碰撞傳感器可測得小球的水平初速度和飛行時間,底板上的標(biāo)尺可以測得水平位移,保持水平槽口距底板高度h=0420m不變.改變小球在斜槽導(dǎo)軌上下滑的起始位置,測出小球做平拋運動的初速度v0、飛行時間t和水平位移d,記錄在表中.

v0m/s

0741

1034

1318

1584

tms

2927

2930

2928

2929

dcm

217

303

386

464

1)由表中數(shù)據(jù)可知,在h一定時,小球水平位移d與其初速度v0 關(guān)系,與 無關(guān);

2)一位同學(xué)計算出小球飛行時間的理論值,發(fā)現(xiàn)理論值與測量值之差約為3ms.經(jīng)檢查,實驗及測量無誤,其原因是

3)另一位同學(xué)分析并糾正了上述偏差后,另做了這個實驗,竟發(fā)現(xiàn)測量值t′依然大于自己得到的理論值t,但二者之差在3-7ms之間,且初速度越大差值越小.對實驗裝置的安裝進(jìn)行檢查,確認(rèn)斜槽槽口與底座均水平,則導(dǎo)致偏差的原因是 ;

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的曲線是某個質(zhì)點在恒力作用下的一段運動軌跡。質(zhì)點從M點出發(fā)經(jīng)P點到達(dá)N點,已知弧長MP大于弧長PN,質(zhì)點由M點運動到P點與從P點運動到N點的時間相等。下列說法正確的是

A. 質(zhì)點從MN過程中速度大小保持不變

B. 質(zhì)點在MN間的運動不是勻變速運動

C. 質(zhì)點在這兩段時間內(nèi)的速度變化量大小不相等,但方向相同

D. 質(zhì)點在這兩段時間內(nèi)的速度變化量大小相等,方向相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】由牛頓第二定律可知,無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度.可是當(dāng)我們用一個很小的水平力去推很重的桌子時,卻推不動它,這是因為(  )

A. 牛頓第二定律不適用于靜止物體

B. 有加速度產(chǎn)生,但數(shù)值很小,不易覺察

C. 桌子所受合力為零,加速度為零,所以靜止不動

D. 靜摩擦力大于水平推力,所以桌子靜止不動

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