精英家教網(wǎng)光滑絕緣水平面上有一個帶電質(zhì)點正在以速度v向右運動.如果加一個豎直向下的磁感應強度為B勻強磁場,經(jīng)過一段時間后,該質(zhì)點的速度第一次變?yōu)榕c初始時刻的速度大小相等,方向相反;如果不加勻強磁場而改為加一個沿水平方向的電場強度為E勻強電場,經(jīng)過相同的一段時間,該質(zhì)點的速度也第一次變?yōu)榕c初始時刻的速度大小相等,方向相反,則
B
E
為( 。
A、
π
2v
B、
π
v
C、
v
D、
2v
π
分析:加一個豎直向下的磁感應強度為B勻強磁場后質(zhì)點在水平面做勻速圓周運動,經(jīng)過半個周期時質(zhì)點的速度第一次變?yōu)榕c初始時刻的速度大小相等,方向相反;
不加勻強磁場而改為加一個沿水平方向的電場強度為E勻強電場,質(zhì)點做往復的勻變速直線運動,根據(jù)磁場中周期公式列出運動時間表達式;電場中由牛頓第二定律和運動學公式列出時間表達式,根據(jù)時間相等,聯(lián)立即可求解.
解答:解:加磁場時質(zhì)點在水平面做勻速圓周運動,運動周期為 T=
2πm
qB
,速度第一次變?yōu)榕c初始時刻的速度大小相等,方向相反所經(jīng)歷的時間為 t1=
T
2
=
πm
qB
;
加電場時做往復的勻變速直線運動,加速度大小為 a=
qE
m
,速度第一次變?yōu)榕c初始時刻的速度大小相等,方向相反所經(jīng)歷的時間為 t2=
2v
a
=
2v
qE
m
=
2mv
qE

由題意有:t1=t1;
聯(lián)立以上三式解得:
B
E
=
π
2v

故選:A.
點評:本題關鍵要正確分析質(zhì)點的運動情況,磁場中圓周運動的時間往往分析與周期的關系,電場中勻變速直線運動,運用動力學的基本方法:牛頓第二定律和運動學公式結(jié)合進行研究.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在光滑絕緣水平面上有一正方形線框abcd,線框由均勻電阻絲制成,邊長為L,總電阻值為R.兩條平行虛線之間存在勻強磁場,磁感應強度為B,磁場方向豎直向上.線框在水平拉力F的作用下,沿水平面以速度v0勻速進入磁場區(qū)域,在運動過程中,線框ab、cd兩邊始終與磁場邊界平行.
求:(1)拉力F的大小;
(2)在線框進入磁場的過程中a、b兩點間的電勢差.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在光滑絕緣水平面上有一半徑為R的圓,AB是一條直徑,空間有勻強電場場強大小為E,方向與水平面平行.在圓上A點有一發(fā)射器,以相同的動能平行于水平面沿不同方向發(fā)射帶電量為+q的小球,小球會經(jīng)過圓周上不同的點,在這些點中,經(jīng)過C點的小球的動能最大.由于發(fā)射時刻不同時,小球間無相互作用.已知∠CAB=α=30°,求:
(1)電場的方向與AC間的夾角為多大?
(2)若小球在A點的初速度與電場方向垂直,則小球恰能落到C點,則初動能為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,光滑絕緣水平面上有一矩形線圈沖入一勻強磁場,線圈全部進入磁場區(qū)域時,其動能恰好等于它在磁場外面時的一半,設磁場寬度大于線圈寬度,那么(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在光滑絕緣水平面上有一半徑為R的圓,AB是一條直徑,空間有勻強電場場強大小為E,方向與水平面平行.在圓上A點有一發(fā)射器,以相同的動能平行于水平面沿不同方向發(fā)射帶電量為+q的小球,小球會經(jīng)過圓周上不同的點,在這些點中,經(jīng)過C點的小球的動能最大.由于發(fā)射時刻不同時,小球間無相互作用.且∠α=30°,下列說法正確的是( 。
A、電場的方向與AC間的夾角為30°
B、電場的方向與AC間的夾角為60°
C、小球在A點垂直電場方向發(fā)射,恰能落到C點,則初動能為
1
8
qER
D、小球在A點垂直電場方向發(fā)射,恰能落到C點,則初動能為
1
4
qER

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科目:高中物理 來源:2013-2014學年四川省高三“二診”物理模擬試卷(三)(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,在光滑絕緣水平面上有一半徑為R的圓,AB是一條直徑,空間有勻強電場場強大小為E,方向與水平面平行。在圓上A點有一發(fā)射器,以相同的動能平行于水平面沿不同方向發(fā)射帶電量為+q的小球,小球會經(jīng)過圓周上不同的點,在這些點中,經(jīng)過C點的小球的動能最大。由于發(fā)射時刻不同時,小球間無相互作用。且∠α=30°,下列說法正確的是(   )

A.電場的方向與AC間的夾角為30°

B.電場的方向與AC間的夾角為60°

C.小球在A點垂直電場方向發(fā)射,恰能落到C點,則初動能為qER/8

D.小球在A點垂直電場方向發(fā)射,恰能落到C點,則初動能為qER/4

 

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