【題目】如圖所示平面直角坐標系中,P 點在 x 軸上,其坐標 xP 2L ,Q 點在負 y 軸上某處。整個第象限內(nèi)有平行于 y 軸的勻強電場,第象限和第象限內(nèi)均有一圓形區(qū)域,其中第象限內(nèi)的圓形區(qū)域半徑為 L,與 x 軸相切于 A 點(A 點坐標未知)。第象限內(nèi)的圓形區(qū)域未知, 并且兩個圓形區(qū)域內(nèi)均有垂直于 xOy 平面的相同的勻強磁場。電荷量為+q、質(zhì)量為 m、速率為 v0 的粒子 a A點沿y 軸正方向射入圓形區(qū)域,射出圓形區(qū)域后沿 x 軸正方向射入第象限,通過 P 點后射入第象限;電荷量為-q、質(zhì)量為 m、速率為v0 的粒子 b Q 點向與 y 軸成 60°夾角的方向射入第象限,經(jīng)過并離開未知圓形區(qū)域后與粒子 a 發(fā)生相向正碰。不計粒子的重力和粒子間相互作用力。求:

1)第象限內(nèi)圓形區(qū)域磁場磁感應(yīng)強度 B 的大小和方向

2)第象限內(nèi)勻強電場的場強大小 E 和方向

3)第象限內(nèi)未知圓形磁場區(qū)域最小面積 S

【答案】1 磁場方向垂直紙面向外。(2 方向沿y軸負方向;(3

【解析】

1)設(shè)粒子a在圓形區(qū)域內(nèi)勻強磁場中做圓周運動的半徑為R,則R=L

因為洛倫茲力等于向心力:

聯(lián)立解得

方向垂直紙面向外。

2)設(shè)粒子a在第象限內(nèi)勻強電場中運動的加速度為a0,運動時間為t,則

豎直方向:

水平方向上:

聯(lián)立解得

方向沿y軸負方向

3)設(shè)粒子aP點的速度為v,與x軸正方向的夾角為θ,y軸方向的速度大小是vy,則

,θ=30°

粒子b先做勻速直線運動,進入未知圓形區(qū)域,在洛倫茲力作用下向左偏轉(zhuǎn)120°,離開未知圓形區(qū)域,速度方向與離開P點的粒子a的速度在一條直線上,才可能與粒子a發(fā)生相向正撞,如圖所示。


設(shè)粒子b在未知圓形區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運動的圓心為O1,半徑為R1,射入和射出點分別為eh
未知圓形區(qū)域的最小區(qū)域是以he為直徑的圓,設(shè)he長為D,則

根據(jù)幾何知識可知:

則面積為:

代入數(shù)據(jù)解得:

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】如圖甲所示,一輕彈簧上端固定在支架頂端,下端懸掛一質(zhì)量為15g的砝碼盤,一刻度尺豎直固定在彈簧左邊,其零刻線與彈簧的上端對齊,彈簧下端固定一指針。

1)當砝碼盤中不加砝碼時,指針位置如圖乙所示,其示數(shù)L0=________cm。

2)在砝碼盤中每次增加10g的砝碼,并讀取相應(yīng)指針位置的示數(shù)L ,以F表示砝碼盤內(nèi)砝碼的重力,△L=L-L0為相應(yīng)彈簧長度的改變量,作出F-ΔL的關(guān)系圖線如圖丙所示。該彈簧的勁度系數(shù)為_______N/m,彈簧的原長為________cm。重力加速度g10m/s2,結(jié)果保留小數(shù)點后兩位

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器,極板N與靜電計相連,極板M與靜電計的外殼均接地。用靜電計測量平行板電容器兩極板間的電勢差U。在兩板相距一定距離d時,給電容器充電,靜電計指針張開一定角度。在整個實驗過程中,保持帶電量Q不變,下面的操作中將使靜電計指針張角變的是( )

A.僅將M板向平移

B.僅將M板向平移

C.僅將M板向平移

D.僅在M、N之間插入云母板(介電常數(shù)大于1)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,勻強電場沿水平方向,其中有三點A、B、C構(gòu)成一個直角三角形,AB與電場線平行,且AB=4cm,AC連線和場強方向成37°角。已知電量為q=-2.0×10-8C的電荷在A點時受到的電場力大小F=8.0×10-6N,方向水平向左,求:

(1)勻強電場的場強?

(2)A、B兩點間的電勢差UAB?

(3)把上述電荷從A移到C電場力所做的功?(sin37o=0.6,cos37o=0.8

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在沿水平方向的勻強電場中有一固定點O,用一根長度為L=0.4m的絕緣細線把質(zhì)量為m=0.10kg、帶有正電荷的金屬小球懸掛在O點,小球靜止在B點時細線與豎直方向的夾角為θ=370;現(xiàn)將小球拉至位置A使細線水平拉直后由靜止釋放。已知g=10m/s2,sin370=0.60 ,cos370=0.80求:

(1)小球從AC的過程中電場力所做的功?

(2)小球運動到最低點C時速度v的大小?

(3)小球運動到最低點C時對細線的拉力大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的裝置做研究平拋運動的實驗時,讓小球多次沿同一斜槽滑下,通過描點法得到小球做平拋運動的軌跡。

(1)下列器材中不需要的是______(填字母代號)。

A.斜槽 B.小球 C.天平 D.鉛垂線 E.秒表 F.刻度尺 G.打點計時器

(2)為了得到較準確的運動軌跡,在下列操作中你認為正確的是______

A.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端水平

B.為減小實驗誤差,應(yīng)使小球每次從斜槽上不同位置滾下,最后取平均值

C.為消除斜槽摩擦力的影響,應(yīng)使斜槽的末端傾斜,直到小球能在斜槽末端做勻速運動

D.小球每次必須由靜止從斜槽上同一位置釋放

(3)為使小球水平拋出,需調(diào)節(jié)斜槽,使斜槽末端切線水平,檢查方法是______

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在物理學(xué)的發(fā)展過程中,許多物理學(xué)家都做出了重要的貢獻,他們也探索出了物理學(xué)的許多研究方法,下列關(guān)于物理研究方法的敘述中不正確的是

A. 根據(jù)速度定義式,當足夠小時,就可以表示物體在某時刻的瞬時速度,該定義應(yīng)用了極限思想方法

B. 重心、合力和交變電流的有效值等概念的建立都體現(xiàn)了等效替代的思想

C. 理想化模型是把實際問題理想化,略去次要因素,突出主要因素,例如質(zhì)點、點電荷、向心加速度等都是理想化模型

D. 伽利略認為自由落體運動就是物體在傾角為90°的斜面上的運動,再根據(jù)銅球在斜面上的運動規(guī)律得出自由落體的運動規(guī)律,這是采用了實驗和邏輯推理相結(jié)合的方法

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,離地面足夠高處有一豎直的空管,管長為24m,MN為空管的上、下兩端,空管受外力作用,由靜止開始豎直向下做勻加速直線運動,加速度為2 m/s2。同時在M處一個大小不計的小球沿管的軸線以初速度v0豎直上拋,不計一切阻力,取g=10m/s2。求:

1)若小球上拋的初速度為10m/s,經(jīng)過多長時間從管的N端穿出?

2)若此空管的N端距離地面64m高,欲使在空管到達地面時小球必須落到管內(nèi), 在其他條件不變的前提下,求小球的初速度v0大小的范圍。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示電路,定值電阻R0與滑動變阻器RP串聯(lián)在電源兩端,電源內(nèi)阻忽略不計,所有電表均為理想電表,改變滑動變阻器滑片P的位置,讀取電壓表V1、V2以及電流表A的多組數(shù)據(jù),做出如圖乙所示U-I圖像,其中圖線表示滑動變阻器RP兩端電壓隨干路電流的變化關(guān)系:圖線表示定值電阻R0兩端電壓隨干路電流的變化關(guān)系.根據(jù)圖上的已知信息,下列說法中正確的是

A.定值電阻

B.圖像中

C.時,定值電阻R0上消耗的電功率最大

D.在電流表示數(shù)減小的過程中,電源的輸出效率不變

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