【題目】如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,第一象限內(nèi)有一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的虛線,虛線與y軸正方向夾 角為30°,在虛線與x軸正方向之間存在著平行于虛線向下的勻強(qiáng)電場。在第四象限內(nèi)存在一個長方形 的勻強(qiáng)磁場區(qū)域(圖中未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直坐標(biāo)平面向外。一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電粒子從虛線上某點(diǎn)以一定的初速度垂直電場方向射入電場,經(jīng)過電場偏轉(zhuǎn)后,該粒子恰從x軸上的P點(diǎn)以速度v射入勻強(qiáng)磁場區(qū)域,速度c的方向與x軸正方向夾角為60°,帶電粒子在磁場中做勻速圓周 運(yùn)動,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后,粒子射出磁場時速度方向沿x軸負(fù)方向,隨后粒子做勻速直線運(yùn)動并垂直經(jīng)過一y 軸上的Q點(diǎn)。已知OP=L,不計(jì)帶電粒子重力。求:

1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大;

2)帶電粒子在電場和磁場中運(yùn)動時間之和;

3)矩形磁場區(qū)域的最小面積和Q點(diǎn)的位置坐標(biāo)。

【答案】1230,-

【解析】

1)設(shè)電場強(qiáng)度為E,帶電粒子進(jìn)入電場時,初速度為v0。帶電粒子在電場中運(yùn)動時間為t1,由牛頓第二定律和平拋運(yùn)動規(guī)律得

Lcos30° =v0t1

vsin30° =at1

v0= vcos30°

qE=ma

聯(lián)立各式解得:

tl=,

E=

2)設(shè)帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時間為t2,周期為T,半徑為R,由幾何關(guān)系知,帶電粒子在磁場中運(yùn)動速度偏轉(zhuǎn)角=120°,則

qvB=

T=

t2=

聯(lián)立各式解得:

R=

t2=

所以帶電離子在電場和磁場中運(yùn)動的總時間為:

t=t1+t2=

3)由圖知,帶電粒子從P點(diǎn)射人磁場,由P點(diǎn)射 出磁場。包含圓弧PP的最小矩形磁場區(qū)域?yàn)閳D中虛線所示,則

矩形區(qū)域長為:

a=PP′=2Rcos30°=

矩形區(qū)域?qū)挒椋?/span>

b= R1-sin 30°=

所以該磁場區(qū)域的最小面積為:

S =ab=

Q點(diǎn)縱坐標(biāo)為:

yQ=-asin 60°=-

所以Q點(diǎn)位置坐標(biāo)為(0,-

練習(xí)冊系列答案
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【題目】如圖所示,金屬棒MN,在豎直放置的兩根平行導(dǎo)軌上無摩擦地下滑,導(dǎo)軌間串聯(lián)一個電阻,磁感強(qiáng)度垂直于導(dǎo)軌平面,金屬棒和導(dǎo)軌的電阻不計(jì),設(shè)MN下落過程中,電阻R上消耗的最大功率為P,要使R消耗的電功率增大到4P,可采取的方法是(

A.使MN的質(zhì)量增大到原來的2

B.使磁感強(qiáng)度B增大到原來的2

C.使MN和導(dǎo)軌間距同時增大到原來的2

D.使電阻R的阻值減到原來的一半

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【題目】如圖所示,離子發(fā)生器發(fā)射出一束質(zhì)量為 m,電量為 q 的正離子(初速不 計(jì)),經(jīng)加速電壓 u1 加速后,以垂直于電場方向射入兩平行板中央,受偏轉(zhuǎn)電壓 u2 作用后,離 開電場。已知平行板的長度為 L,兩板間距離為d.

求通過偏轉(zhuǎn)電場時的速度 v 的大小

若以進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時位置為坐標(biāo)原點(diǎn),以平行極板方向?yàn)?/span> x 軸正方向,偏轉(zhuǎn)電場方向?yàn)?/span>y 軸正方向,建立坐標(biāo)系,試推導(dǎo)離子在偏轉(zhuǎn)電場中的軌跡方程

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,把一帶正電的小球a放在光滑絕緣斜面上,欲使球a能靜止在斜面上,需在MN間放一帶電小球b,則b應(yīng)( )

A.帶負(fù)電,放在A點(diǎn)

B.帶正電,放在B點(diǎn)

C.帶負(fù)電,放在C點(diǎn)

D.帶正電,放在C點(diǎn)

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【題目】如圖甲所示,兩個點(diǎn)電荷Q1Q2固定在x軸上距離為L的兩點(diǎn),其中Q1帶正電位于原點(diǎn)O,a、b是它們連線延長線上的兩點(diǎn),其中b點(diǎn)與O點(diǎn)相距3L,F(xiàn)有一帶正電的粒子q以一定的初速度沿x軸從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(粒子只受電場力作用),設(shè)粒子經(jīng)過a,b兩點(diǎn)時的速度分別為、,其速度隨坐標(biāo)x變化的圖像如圖乙所示,則以下判斷正確的是

A.Q2一定帶負(fù)電

B.b點(diǎn)的場強(qiáng)一定為零

C.Q1Q2電荷量的大小之比為

D.a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢高

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【題目】關(guān)于導(dǎo)體的電阻的表達(dá)式,下面說法不正確的是

A金屬導(dǎo)體的電阻與加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與通過的電流成反比

B.金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積和材料有關(guān)

C.一般情況下,金屬導(dǎo)體的電阻隨工作環(huán)境溫度的變化而變化

D.對于給定的一段金屬導(dǎo)體來說,在恒溫下比值是恒定的,導(dǎo)體電阻不隨U或I的變化而變化

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【題目】為了測量某化工廠的污水排放量,技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì),該裝置由絕緣材料制成,長、寬、高分別為a、b、c,左、右兩端開口,在垂直于前、后面的方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,在上、下兩個面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板M、N作為電極,污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時,電壓表將顯示兩個電極間的電壓U,若用Q表示污水流量(單位時間內(nèi)流出的污水體積),下列說法中正確的是

A. M板電勢一定高于N板的電勢

B. 污水中離子濃度越高,電壓表的示數(shù)越大

C. 污水流動的速度越大,電壓表的示數(shù)越大

D. 電壓表的示數(shù)U與污水流量Q成正比

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面,規(guī)定向里的方向?yàn)檎,在磁場中有一?xì)金屬圓環(huán),線圈平面位于紙面內(nèi),現(xiàn)令磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化,先按圖所示的Oa圖線變化,后來又按bccd變化,令、、分別表示這三段變化過程中感應(yīng)電動勢的大小,I1、I2、I3分別表示對應(yīng)的感應(yīng)電流,則下列正確的是

A.E1E2I1沿逆時針方向,I2沿順時針方向

B.E1E2I1沿順時針方向,I2沿逆時針方向

C.E2E3,I2沿逆時針方向,I3沿順時針方向

D.E2E3,I2沿逆時針方向,I3沿順時針方向

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】趣味運(yùn)動會上運(yùn)動員手持網(wǎng)球拍托球沿水平面勻加速跑,設(shè)球拍和球質(zhì)量分別為M、m,球拍平面和水平面之間夾角為θ,球拍與球保持相對靜止,它們間摩擦力及空氣阻力不計(jì),則

A. 運(yùn)動員的加速度為gtan θ

B. 球拍對球的作用力為mg

C. 運(yùn)動員對球拍的作用力為(Mm)gcos θ

D. 若運(yùn)動員的加速度大于gtanθ,球一定沿球拍向上運(yùn)動

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