【題目】如圖所示，第四象限內(nèi)有互相垂直的勻強(qiáng)電場E與勻強(qiáng)磁場B1，E的大小為0.5×103V/m，B1大小為0.5T；第一象限的某個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)，有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2，磁場的下邊界與x軸重合。一質(zhì)量m=1×1014kg、電荷量q=1×1010C的帶正電微粒以某一速度v沿與y軸正方向60°角從M點(diǎn)沿直線運(yùn)動，經(jīng)P點(diǎn)即進(jìn)入處于第一象限內(nèi)的磁場B2區(qū)域。一段時(shí)間后，微粒經(jīng)過y軸上的N點(diǎn)并與y軸正方向成60°角的方向飛出。M點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,10cm)，N點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,30cm)，不計(jì)微粒重力。

(1)請分析判斷勻強(qiáng)電場E的方向并求出微粒的運(yùn)動速度v；

(2)勻強(qiáng)磁場B2的大小為多大；

(3)B2磁場區(qū)域的最小面積為多少?

【答案】（1） （2） （3）

【解析】(1)粒子重力忽略不計(jì),微粒在第四象限內(nèi)僅受電場力和洛倫茲力,且微粒做直線運(yùn)動,速度的變化會引起洛侖茲力的變化,所以微粒必做勻速直線運(yùn)動。這樣,電場力和洛侖茲力大小相等,方向相反,由左手定則可知,粒子所受的洛倫茲力方向與微粒運(yùn)動的方向垂直,即與y軸負(fù)方向成30角斜向上,則知電場E的方向與微粒運(yùn)動的方向垂直,即與y軸負(fù)方向成30角斜向下。

由力的平衡條件得：Eq=B1qv,代入數(shù)據(jù)解得：v=1×103m/s；

(2)畫出微粒的運(yùn)動軌跡如圖。

由幾何關(guān)系可知粒子在第一象限內(nèi)做圓周運(yùn)動的半徑為：R=m；

微粒做圓周運(yùn)動的向心力由洛倫茲力提供，

由牛頓第二定律得： ,代入數(shù)據(jù)解得： ；

(3)由圖可知,磁場B2的最小區(qū)域應(yīng)該分布在圖示的矩形PACD內(nèi)。

由幾何關(guān)系易得：PD=2Rsin60，代入數(shù)據(jù)解得：PD=0.2m，

PA=R(1cos60)= m，

所以,所求磁場的最小面積為：S=PDPA=0.2×=m2；

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)從實(shí)驗(yàn)室天花板處自由釋放一鋼球，用頻閃攝影手段驗(yàn)證機(jī)械能守恒。頻閃儀每隔相等時(shí)間短暫閃光一次，照片上記錄了鋼球在各個(gè)時(shí)刻的位置。

(1)操作時(shí)比較合理的做法是___________。

A.先打開頻閃儀再釋放鋼球 B.先釋放鋼球再打開頻閃儀

(2)頻閃儀閃光頻率為f，拍到整個(gè)下落過程中的頻閃照片如圖(a)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)場景估算f可能值為

A. 0.1HZ B. 1Hz C. 10Hz D. 100Hz

(3)用刻度尺在照片上測量鋼球各位置到釋放點(diǎn)O的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8及鋼球直徑，重力加速度為g。用游標(biāo)卡尺測出鋼球?qū)嶋H直徑D，如圖(b)，則D=_______cm。已知實(shí)際直徑與照片上鋼球直徑之比為k。

(4)選用以上各物理量符號，驗(yàn)證從O到A過程中鋼球機(jī)械能守恒成立的關(guān)系式為：2gs5=______________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，以一根質(zhì)量可以忽略不計(jì)的剛性輕桿的一端O為固定轉(zhuǎn)軸，軒可以在豎直平面內(nèi)無摩擦地轉(zhuǎn)動，桿的中心點(diǎn)及另一端各固定一個(gè)小球A和B，已知兩球質(zhì)量相同，現(xiàn)用外力使桿靜止在水平方向，然后撤去外力，桿將擺下，從開始運(yùn)動到桿處于經(jīng)直方向的過程中，以下說法中正確的是

A. AB段桿的彈力對A球和B球均做正功 B. OA段桿的彈力對A球不做功

C. OA段桿的彈力對A球做正功 D. AB段桿的彈力對A球和B球均做負(fù)功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是_____________

A.布朗運(yùn)動的激烈程度僅與溫度有關(guān)

B.理想氣體等溫膨脹，其內(nèi)能不變

C.絕熱壓縮的物體，其內(nèi)能一定增加

D.內(nèi)燃機(jī)可以把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

E.溫度是分子平均動能的標(biāo)志，物體溫度高，則分子的平均動能大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】地球赤道上的重力加速度為g，物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a，質(zhì)量相等的三顆衛(wèi)星甲、乙、丙在如圖所示的三個(gè)橢圓軌道上繞地球運(yùn)行，衛(wèi)星甲和乙的運(yùn)行軌道在P點(diǎn)相切。不計(jì)阻力，以下說法正確的是( )

A. 如果地球的轉(zhuǎn)速為原來的倍，那么赤道上的物體將會飄起來而處于完全失重狀態(tài)

B. 衛(wèi)星甲、乙分別經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度相等

C. 衛(wèi)星甲的機(jī)械能最大

D. 衛(wèi)星周期：T甲>T乙>T丙

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，長木板C置于光滑水平地面上，A，B兩物塊放在木板上。已知A、B、C的質(zhì)量mA=mC=m，mB=2m，A、B兩物塊與木板間的動摩擦因數(shù)都為μ，且最大靜廢擦力等于滑動摩擦力�，F(xiàn)用水平向左的力F作用在A物塊上，當(dāng)F由0逐漸增大時(shí)

A. 當(dāng)F=μmg時(shí)，A與C開始相對滑動

B. 無論F多大，B和C總保持相對靜止

C. 一直增大F，B的最大加速度為μg

D. 當(dāng)F=2μmg時(shí)，B所受摩擦力大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑水平地面上有一固定的擋板，擋板左端定一個(gè)輕彈簧。小車AB的質(zhì)量M=3kg，長L=4m(其中O為小車的中點(diǎn)，AO部分粗糙，BO部分光滑)，一質(zhì)量為m=1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，放在小車的最左端，車和小物塊一起以v0=4m/s的速度在水平面上向右勻速運(yùn)動，車撞到擋板后瞬間速度變?yōu)榱�，但未與擋板粘連。已知車OB部分的長度大于彈簧的自然長度，小物塊與彈簧作用過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，小物塊與小車AO部分之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3，重力加速度取10m/s2。求

(1)小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能；

(2)小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧對小物塊的沖量；

(3)小物塊最終停在小車上的位置距A端多遠(yuǎn)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，帶箭頭的實(shí)線為一個(gè)靜電場中的三條電場線，一個(gè)帶電微粒以一定的初速度射入該電場，僅在電場力作用下通過該區(qū)域的運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示，軌跡與電場線先后相交的3個(gè)交點(diǎn)分別記為A、B、C，已知過B點(diǎn)的電場線為直線，M、N為該電場線上的兩點(diǎn)，且MB=BN．下列說法中正確的是

A. 該微粒一定帶正電

B. N、B兩點(diǎn)之間的電勢差UNB等于B、M兩點(diǎn)之間的電勢差UBM

C. M點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于N點(diǎn)的電場強(qiáng)度

D. 該微粒進(jìn)入電場后動能先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2017年4月20日19時(shí)41分我國在海南文昌航天發(fā)射中心，成功地將“天舟一號”飛船發(fā)射升空。通過對“天舟一號”貨運(yùn)飛船前后共五次的軌道控制，使“天舟一號”貨運(yùn)飛船運(yùn)動到“天宮二號”的后下方。4月22日12時(shí)23分，“天舟一號”貨運(yùn)飛船與離地面390公里處的“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室順利完成自動交會對接。已知同步衛(wèi)星離地高度約為36000km，下列說法正確的是（ ）

A. “天宮二號”繞地球做勻速圓周運(yùn)動過程中，加速度恒定

B. “天宮二號”繞地球做勻速圓周運(yùn)動過程中，線速度比同步衛(wèi)星運(yùn)行的線速度小

C. “天舟一號”發(fā)射的速度不能大于7.9km／s

D. “天舟一號”貨運(yùn)飛船在“天宮二號”的后下方某個(gè)位置加速可實(shí)現(xiàn)與“天宮二號”的對接

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