【題目】如圖所示，在xOy平面內(nèi)，第一象限中有勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向沿y軸正方向。在x軸的下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里。今有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子(不計(jì)粒子的重力和其他阻力)，從y軸上的P點(diǎn)以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)。經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，沿著與x軸正方向成30°角的方向進(jìn)入磁場(chǎng)。

(1)求P點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離h；

(2)求粒子從P點(diǎn)出發(fā)到粒子第一次離開磁場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間；

(3)其他條件不改變，只改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B取某一合適的數(shù)值，粒子離開磁場(chǎng)后能否返回到原出發(fā)點(diǎn)P，并說(shuō)明理由。

【答案】（1）（2）（3）h＝|x|tan 30°

【解析】(1)由幾何關(guān)系得：vy＝ ① v＝ ②根據(jù)動(dòng)能定理有

③

聯(lián)立②③解得：h＝④

(2)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1＝⑤

加速度為a＝⑥ 聯(lián)立①⑤⑥解得：t1＝⑦

在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由幾何關(guān)系知： ⑧

速率與周期的關(guān)系T＝⑨

根據(jù)牛頓第二定律及圓周運(yùn)動(dòng)公式有： ⑩

聯(lián)立⑧解得：t2＝

聯(lián)立⑦得共用時(shí)間t＝t1＋t2＝

(3)能夠返回到原出發(fā)點(diǎn)P。只要B連續(xù)變化，圓的半徑就連續(xù)變化，由幾何關(guān)系知粒子在x軸上離開磁場(chǎng)的位置就可以連續(xù)變化，在第Ⅱ象限沒(méi)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，粒子在該象限做勻速直線運(yùn)動(dòng)，每次運(yùn)動(dòng)方向都與x軸正方向成30°角，當(dāng)B取某一合適數(shù)值時(shí)必有一個(gè)滿足條件的|x|，同時(shí)必有：h＝|x|tan 30°

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：

【題目】如圖所示，水平導(dǎo)軌間距為L=0.5 m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=1 kg，電阻R0=0.9 Ω，與導(dǎo)軌接觸良好；電源電動(dòng)勢(shì)E=10 V，內(nèi)阻r=0.1 Ω，電阻R=4 Ω；外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5 T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面成夾角α=53°；ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，定滑輪摩擦不計(jì)，線對(duì)ab的拉力為水平方向，重力加速度g=10 m/s2，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知sin 53°=0.8，cos 53°=0.6。求：

（1）通過(guò)ab的電流大小和方向；

（2）ab受到的安培力大��；

（3）重物重力G的取值范圍。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲乙兩個(gè)物體從同一地點(diǎn)同時(shí)沿同一直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖所示，在0～t2時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是

A. 甲物體的加速度逐漸增大，乙物體的加速度不斷減小

B. t2時(shí)刻兩物體相遇

C. 在第一次相遇之前，t1時(shí)刻兩物體相距最遠(yuǎn)

D. 甲、乙兩個(gè)物體的平均速度大小都是

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的速度方向與水平方向的夾角為θ，其正切值tanθ隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，則（g取10 m/s2）（ ）

A. 第1 s物體下落的高度為5 m

B. 第1 s物體下落的高度為10 m

C. 物體的初速度為5 m/s

D. 物體的初速度是10 m/s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中:

(1)在安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過(guò)程中，斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是______

A、保證小球飛出時(shí)，速度既不太大，也不太小

B、保證小球飛出時(shí)，初速度水平

C、保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等

D、保證小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線

(2)如果小球每次從斜槽滾下的初始位置不同，則下列說(shuō)法中正確的是______

A.小球平拋的初速度不同

B.小球每次的運(yùn)動(dòng)軌跡不同

C.小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均不同

D.小球通過(guò)相同的水平位移所用時(shí)間可能相同

(3)研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)L=1.6cm,若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球在b點(diǎn)的速率為_____m/s。(取兩位有效數(shù)字，g取10m/s2)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1所示。

產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖象如圖2所示，則（ ）

A. t =0.01s時(shí)線框平面與中性面重合

B. t=0.005s時(shí)線框的磁通量變化率為零

C. 線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311V

D. 線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為100HZ

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“太空涂鴉”技術(shù)的基本物理模型是：原來(lái)在較低圓軌道運(yùn)行的攻擊衛(wèi)星從后方接近在較高圓軌道上運(yùn)行的偵察衛(wèi)星時(shí)，準(zhǔn)確計(jì)算軌道并向其發(fā)射“漆霧”彈，“漆霧”彈在臨近偵察衛(wèi)星時(shí)，壓爆彈囊，讓“漆霧”散開并噴向偵察衛(wèi)星，噴散后強(qiáng)力吸附在偵察衛(wèi)星的偵察鏡頭、太陽(yáng)能板、電子偵察傳感器等關(guān)鍵設(shè)備上，使之暫時(shí)失效。下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 攻擊衛(wèi)星在原軌道上運(yùn)行的線速度大于7.9 km/s

B. 攻擊衛(wèi)星在原軌道上運(yùn)行的線速度比偵察衛(wèi)星的線速度小

C. 攻擊衛(wèi)星完成“太空涂鴉”后應(yīng)減速才能返回低軌道上

D. 若攻擊衛(wèi)星周期已知，結(jié)合萬(wàn)有引力常量就可計(jì)算出地球質(zhì)量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)，一根長(zhǎng)度為R的輕桿，一端固定有質(zhì)量為m的小球甲，另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙，將兩小球放入凹槽內(nèi)，小球乙位于凹槽的最低點(diǎn)，如圖所示。由靜止釋放后(　　)

A. 下滑過(guò)程中甲球減少的機(jī)械能總等于乙球增加的機(jī)械能

B. 下滑過(guò)程中甲球減少的重力勢(shì)能總等于乙球增加的重力勢(shì)能

C. 桿從左向右滑時(shí)，甲球無(wú)法下滑到凹槽的最低點(diǎn)

D. 桿從右向左滑回時(shí)，乙球一定能回到凹槽的最低點(diǎn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示的四種電場(chǎng)中，分別標(biāo)記有a、b兩點(diǎn)。其中a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向也相同的是

A. 甲圖：與點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn)

B. 乙圖：兩等量異種電荷連接的中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)

C. 丙圖：點(diǎn)電荷與帶電平板形成的電場(chǎng)中平板上表面的a、b兩點(diǎn)

D. 丁圖：勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的a、b兩點(diǎn)

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