(9分) 如圖所示,兩塊水平放置的平行金屬板板長L=1.4m,板距d=30cm,兩板間有B=1.25T、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。在兩板上加如圖2所示的脈動電壓。在t=0時,質(zhì)量m=2×10-15kg、電荷量q=1×10-10C的正離子,以速度v0=4×103m/s從兩板中間水平射入,試問:

(1)試通計算說明粒子在板間做什么運(yùn)動?畫出其軌跡。
(2)粒子在場區(qū)運(yùn)動的時間是多少?
(1)見解析 (2)6.5×10-4s

試題分析: (1)在第一個10-4s,電場、磁場同時存在,離子受電場力、洛倫茲力分別為F=qE=q=5×10-7N(方向向下)、f=Bqv=5×10-7N(方向向上),離子做勻速直線運(yùn)動.位移為s=v0t=0.4m.
第二個10-4s內(nèi),只有磁場,離子做勻速圓周運(yùn)動,r==6.4×10-2m,不會碰板,T=≈1×10-4s,即正好在無電場時離子轉(zhuǎn)滿1周.
易知以后重復(fù)上述運(yùn)動,故軌跡如圖所示.

(2)因=3.5,由圖可知離子在場區(qū)范圍內(nèi)轉(zhuǎn)了3周,歷時t1=3T=3×10-4s;另有做勻速運(yùn)動的時間t2=3.5×10-4s.
總時間t=t1+t2=6.5×10-4s
點評:此類型的題目,綜合性較強(qiáng),先進(jìn)行受力分析,然后判斷運(yùn)動,在結(jié)合牛頓運(yùn)動定律分析解題,難度系數(shù)偏難
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:計算題

(12分)如圖所示,豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道由斜面部分AC和圓弧部分CB平滑連接,且圓弧軌道半徑R=0.3m,整個軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場中。一個帶正電的小球從斜軌道上高度h=0.8m的A點由靜止釋放,沿軌道滑下,已知小球的質(zhì)量為m=0.2kg,電量為q=10-5C,小球到達(dá)軌道最低點C時速度為8m/s,g取10m/s2,求:

(1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小。
(2)小球到達(dá)圓弧軌道最高點B時,對軌道的壓力(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,如圖6所示,已知一離子在電場力和洛侖茲力的作用下,從靜止開始自A點沿曲線ACB運(yùn)動,到達(dá)B點時速度為零,C點是運(yùn)動的最低點,忽略重力,以下說法中不正確的是
  
A.這離子必帶正電荷 B.A點和B點位于同一高度
C.離子在C點時速度最大 D.離子到達(dá)B點后,將沿原曲線返回A點

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)如圖所示,在y>0的空間中存在勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)沿y軸負(fù)方向;在y<0的空間中,存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直xy平面(紙面)向外。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動粒子,經(jīng)過y軸上y=h處的點P1時速率為v0,方向沿x軸正方向;然后,經(jīng)過x軸上x=2h處的 P2點進(jìn)入磁場,并經(jīng)過y軸上y=處的P3點。不計重力。

求:(l)電場強(qiáng)度的大小
(2)粒子到達(dá)P2時的速度
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

有一勻強(qiáng)電場,其場強(qiáng)為E,方向水平向右,把一個半徑為r的光滑絕緣環(huán),豎直放置于場中,環(huán)面平行于電場線,環(huán)的頂點A穿有一個質(zhì)量為m,電量為q(q>0)的空心小球,如圖所示,當(dāng)小球由靜止開始從A點下滑1/4圓周到B點時,小球?qū)Νh(huán)的壓力大小為(    )
A.2mgB.qEC.2mg+qED.2mg+3qE

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖,在水平方向的勻強(qiáng)電場中有一表面光滑、與水平面成45°角的絕緣直桿ab,其下端(b端)距地面高度h=0.8 m.一質(zhì)量為1kg的帶電小環(huán)套在直桿上,正以某速度沿桿勻速下滑,小環(huán)離桿后正好通過b端的正下方c點處.(取b為零勢能點,g取10 m/s2),求:

(1)小環(huán)離開直桿后運(yùn)動的加速度大小和方向.
(2)小環(huán)在直桿上運(yùn)動時的動能.
(3)小環(huán)從b到c運(yùn)動過程中的機(jī)械能最小值.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球,其質(zhì)量為m,帶電荷量為q,小球可在棒上滑動,現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且互相垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中。設(shè)小球電荷量不變,在小球由靜止下滑的過程中       (   )  
                                                 
A.小球加速度一直增大
B.小球速度一直增大,直到最后勻速
C.桿對小球的彈力一直減小
D.小球所受洛倫茲力一直增大,直到最后不變

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi),在該區(qū)域內(nèi)有場強(qiáng)E="12" N/C?方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T?沿水平方向且垂直于xOy平面指向紙里的勻強(qiáng)磁場.一個質(zhì)量m=4×10-5 kg,電量q=2.5×10-5C帶正電的微粒,在xOy平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動,運(yùn)動到原點O時,撤去磁場,經(jīng)一段時間后,帶電微粒運(yùn)動到了x軸上的P點.取g="10" m/s2,求:

(1)P點到原點O的距離;
(2)帶電微粒由原點O運(yùn)動到P點的時間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

不計重力的負(fù)粒子能夠在圖所示的正交勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中勻速直線穿過.設(shè)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場的兩極板間電壓為U,距離為d,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,粒子電荷量為q,進(jìn)入速度為v,以下說法正確的是
(  )
A.若同時增大U和B,其他條件不變,則粒子一定能夠直線穿過
B.若同時減小d和增大v,其他條件不變,則粒子可能直線穿過
C.若粒子向下偏能夠飛出極板間,則粒子動能一定減小
D.若粒子向下偏能夠飛出極板間,則粒子的動能有可能不變

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