精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
(18分)如圖所示,與紙面垂直的豎直面MN的左側空間中存在豎直向上場強大小為的勻強電場(上、下及左側無界)。一個質量為、電量為的可視為質點的帶正電小球,在時刻以大小為的水平初速度向右通過電場中的一點P,當時刻在電場所在空間中加上一如圖所示隨時間周期性變化的磁場,使得小球能豎直向下通過D點,D為電場中小球初速度方向上的一點,PD間距為,D到豎直面MN的距離DQ為.設磁感應強度垂直紙面向里為正.

(1)試說明小球在0—時間內的運動情況,并在圖中畫出運動的軌跡;
(2)試推出滿足條件時的表達式(用題中所給物理量、、、、來表示);
(3)若小球能始終在電場所在空間做周期性運動.則當小球運動的周期最大時,求出磁感應強度及運動的最大周期的表達式(用題中所給物理量、、來表示)。
(1)如甲圖所示 (2)  (3)

試題分析:
(1)在0~t1時間內做勻速直線運動,在t1~t1+t0時間內做勻速圓周運動  (2分)
軌跡如甲圖所示 (3分)

(2)小球進入電場時,做勻速直線運動時    ①  (1分)
在t1時刻加入磁場,小球在時間t0內將做勻速圓周運動(如圖甲所示),設圓周運動周期為,半徑為,豎直向下通過D點,則:  ②  (1分)
    ③      (1分)
 即  ④ (1分)
將③代入④式解得    (2分)
(3)小球運動的速率始終不變,當R變大時,也增加,小球在電場中的運動的周期增加,在小球不飛出電場的情況下,當最大時,有:,即 ⑤  (2分)
     ⑥  (2分)
綜合⑤⑥式得 
     ⑦
綜合軌跡圖可知,小球在電場中運動的最大周期 ⑧  (2分)
綜合上式解得:
所以小球在電場中運動一個周期的軌跡如圖乙所示:
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關于力,下述說法中正確的是( 。
A.運動物體所受的摩擦力的方向一定跟運動方向相反
B.兩物體間有相互的彈力作用,物體一定發(fā)生了形變
C.物體相互接觸,相互之間就一定有彈力作用
D.地球上的物體一離開地面就不受到重力作用

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖,靜止于A處的離子,經電壓為U的加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器,從P點垂直CN進入矩形區(qū)域的有界勻強電場,電場方向水平向左。靜電分析器通道內有均勻輻向分布的電場,已知圓弧所在處場強為E0,方向如圖所示;離子質量為m、電荷量為q;、,離子重力不計。

(1)求圓弧虛線對應的半徑R的大;
(2)若離子恰好能打在NQ的中點上,求矩形區(qū)域QNCD內勻強電場場強E的值;
(3)若撤去矩形區(qū)域QNCD內的勻強電場,換為垂直紙面向里的勻強磁場,要求離子能最終打在QN上,
求磁場磁感應強度B的取值范圍。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,在傾角為37°的粗糙足夠長斜面的底端,一質量m=2kg可視為質點的滑塊壓縮一輕彈簧并鎖定,滑塊與彈簧不相連。t=0s時解除鎖定,計算機通過傳感器描繪出滑塊的速度時間圖象如圖乙所示,其中ob段為曲線,bc段為直線,g取l0 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。則下列說法正確的是( )
A.在0.15s末滑塊的加速度為-8 m/s2
B.滑塊在0.ls~0.2s時間間隔內沿斜面向下運動
C.滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)
D.在滑塊與彈簧脫離之前,滑塊一直在做加速運動

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質量為2kg的物體,只在兩個力F1=2N、F2=10N的作用下,獲得的加速度可能為(   )
A.3m/s2B.4m/s2C.5m/s2D.8m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)水上滑梯可簡化成如圖所示的模型,斜槽AB和水平槽BC平滑連接,斜槽AB的豎直高度H=5.0m,傾角θ=37°。BC面與水面的距離h=0.80m,人與AB、BC間的摩擦均忽略不計。取重力加速度g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6。一同學從滑梯頂端A點無初速地自由滑下,求:

(1)該同學沿斜槽AB下滑時加速度的大小a;
(2)該同學滑到B點時速度的大小vB;
(3)從C點滑出至落到水面的過程中,該同學在水平方向位移的大小x。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平方向的勻強電場中,有一質量為m的帶電小球,用長為l的細線懸于點O,當小球平衡時,細線和豎直方向的夾角為θ,現(xiàn)給小球一個初速度,速度方向和細線垂直,使小球恰能在豎直平面內做圓周運動,則圓周運動過程中速度的最小值為(    )
A.B.C.D.0

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,光滑水平面上,在拉力F作用下,AB共同以加速度a做勻加速直線運動,某時刻突然撤去拉力F,此瞬時A(m1)和B(m2)的加速度為a1和a2,則
A.a1=0,a2=0
B.a1=a,a2=0
C.a1aa
D.a1=a a2=-a

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)已知一足夠長的傳送帶與水平面的傾角為300,以一定的速度勻速運動。某時刻在傳送帶適當?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊奈飰K,物塊的質量m=1kg,以此時為t=0時刻記錄了小物塊之后在傳送帶上運動速度隨時間的變化關系如圖所示,若圖中取沿斜面向下的運動方向為正方向,其中v1=-6m/s, v2=4m/s, t1="0.5s," g取10 m/s2,已知傳送帶的速度保持不變。 求:

(1)物塊與傳送帶間的摩擦系數(shù);
(2)0~t2內帶動傳送帶的電動機多消耗的電能;
(3)0~t2內系統(tǒng)產生的內能;

查看答案和解析>>

同步練習冊答案