如圖所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是豎直平面內(nèi)三個相同的半圓形光滑軌道,K為軌道最低點,Ⅰ處于勻強磁場中,Ⅱ和Ⅲ處于勻強電場中,三個完全相同的帶正電小球a、b、c從軌道最高點自由下滑至第一次到達最低點K的過程中,下列說法正確的是( 。
A.在K處球a速度最大
B.在K處球b對軌道壓力最大
C.球b需要的時間最長
D.球c機械能損失最多
對a小球受力分析可知,F(xiàn)a+qvB-mg=m
va2
r
,所以Fa=mg-qvB+m
va2
r

對b球受力分析可得,F(xiàn)b-mg=m
vb2
r
,所以Fb=mg+m
vb2
r
;
對c球受力分析可知,F(xiàn)c-mg=m
vc2
r
,所以Fc=mg+m
vc2
r
;
由于a球在磁場中運動,磁場力對小球不做功,整個過程中小球的機械能守恒;
b球受到的電場力對小球做負功,到達最低點時的速度的大小最小,所以b球的運動的時間也長,所以A錯誤C正確;
c球受到的電場力對小球做正功,到達最低點時球的速度大小最大,所以c球的機械能增加,c球?qū)壍缐毫ψ畲螅訠錯誤,D錯誤.
故選:C.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,光滑軌道ABCD固定在豎直平面內(nèi),由直軌道AB與圓弧軌道BCD平滑相切對接組成.圓弧的圓心為O點,半徑大小為R,OB與豎直方向OC夾角θ=37°,D點與圓心O點等高;豎直且過B點的直線PQ右側(cè)空間內(nèi),被水平且過O點、D點的直線MN分為下區(qū)域Ⅰ和上區(qū)域Ⅱ,下區(qū)域Ⅰ內(nèi)存在水平向右的勻強電場,場強為
E1
,上區(qū)域Ⅱ內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強電場,場強為
E2
.質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電小滑塊(可視為質(zhì)點),從直軌道上A點由靜止開始下滑,A點離軌道最低點C的高度為2R,已知
E1
=
mg
q
E2
=
3mg
4q
,求:
(1)小滑塊滑到C點時對軌道壓力大;
(2)小滑塊離開D點后,運動到與D點等高時,距D點的水平距離;
(3)小滑塊離開D點后,在區(qū)域Ⅱ運動過程中,經(jīng)多長時間,它所受合外力的瞬時功率最。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,一束電子(電荷量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B,寬度為d的勻強磁場中,穿過磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角是30°,則電子的質(zhì)量是多少?電子穿過磁場的時間是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

圖為測量某種離子的比荷的裝置.讓中性氣體分子進入電離室A,在那里被電離成離子.這些離子從電離室的小孔飄出,從縫S1進入加速電場被加速,然后讓離子從縫S2垂直進入勻強磁場,最后打在底片上的P點.已知加速電壓為U,磁場的磁感應(yīng)強度為B,縫S2與P之間的距離為a,離子從縫S1進入電場時的速度不計,求該離子的比荷
q
m

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,水平方向的勻強電場的場強為E,場區(qū)寬度為L,緊挨著電場的是垂直紙面向外的兩個勻強磁場區(qū)域,其磁感應(yīng)強度分別為B和2B,三個場的豎直方向均足夠長.一個質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子,其重力不計,從電場的邊界MN上的a點由靜止釋放,經(jīng)電場加速后進人磁場,穿過中間磁場所用的時間t0=
πm
6qB
,進入右邊磁場后能按某一路徑再返回到電場的邊界MN上的某一點b,途中虛線為場區(qū)的分界面.
求:
(1)中間場區(qū)的寬度d;
(2)粒子從a點到b點所經(jīng)歷的時間t;
(3)當(dāng)粒子第n次返回電場的MN邊界時與出發(fā)點之間的距離Sn

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,在某裝置中有一勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,方向垂直于Oxy所在的紙面向外.某時刻在x=l0、y=0處,一質(zhì)子沿y軸的負方向進入磁場;同一時刻,在x=-l0、y=0處,一個α粒子進入磁場,速度方向與磁場垂直.不考慮質(zhì)子與α粒子的相互作用.質(zhì)子的質(zhì)量為m,電荷量為e.α粒子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量4倍,電荷量是質(zhì)子電荷量的2倍.
(1)質(zhì)子從x=l0處出發(fā)恰好經(jīng)過坐標(biāo)原點O,它的速度為多大?
(2)質(zhì)子從x=l0處到達坐標(biāo)原點O處的時間為多少?
(3)如果α粒子與質(zhì)子經(jīng)最短時間在坐標(biāo)原點相遇,α粒子的速度應(yīng)為何值?方向如何?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,直角坐標(biāo)系xoy位于豎直平面內(nèi),在?
3
m≤x≤0的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度大小B=4.0×10-4T、方向垂直于紙面向里的條形勻強磁場,其左邊界與x軸交于P點;在x>0的區(qū)域內(nèi)有電場強度大小E=4N/C、方向沿y軸正方向的條形勻強電場,其寬度d=2m.一質(zhì)量m=6.4×10-27kg、電荷量q=-3.2×10?19C的帶電粒子從P點以速度v=4×104m/s,沿與x軸正方向成α=60°角射入磁場,經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)最終通過x軸上的Q點(圖中未標(biāo)出),不計粒子重力.求:
(1)帶電粒子在磁場中運動時間;
(2)當(dāng)電場左邊界與y軸重合時Q點的橫坐標(biāo);
(3)若只改變上述電場強度的大小,要求帶電粒子仍能通過Q點,討論此電場左邊界的橫坐標(biāo)x′與電場強度的大小E′的函數(shù)關(guān)系.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,水平地面上方有一絕緣彈性豎直薄檔板,板高h=3m,與板等高處有一水平放置的小籃筐,筐口中心距擋板s=1m.圖示空間同時存在著勻強磁場和勻強電場,磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強度B=1T,而勻強電場未在圖中畫出.質(zhì)量m=1×10-3kg、電量q=-2×10-3C的帶電小球a(視為質(zhì)點),自擋板下端以某一水平速度v0開始向左運動,與質(zhì)量相等,靜止不帶電小球b(視為質(zhì)點)發(fā)生彈性碰撞.b球向左側(cè)運動恰能做勻速圓周運動,若b球與檔板相碰后以原速率彈回,且碰撞時間不計,碰撞時電量不變,b小球最后都能從筐口的中心處落入筐中.(g取10m/s2,可能會用到三角函數(shù)值sin37°=0.6,cos37°=0.8).試求:
(1)碰撞后兩小球速度大小
(2)電場強度的大小與方向;
(3)小球運動的可能最大速率;
(4)b小球運動的可能最長時間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,電子自靜止開始經(jīng)M、N板間的電場加速后從A點垂直于磁場邊界射入寬度為d的勻強磁場中,兩板間的電壓為U,電子離開磁場時的位置P偏離入射方向的距離為L,在距離磁場邊界S處有屏幕N,電子射出磁場后打在屏上.(已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e)求:

(1)電子進入磁場的速度大小
(2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度
(3)電子打到屏幕上的點距中心O點的距離是多少?

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