在平面直角坐標(biāo)系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m.電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ=60°角射入磁場,最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場,如圖所示。不計(jì)粒子重力,求:
(1)粒子過N點(diǎn)時(shí)速度;
(2)粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑r;
(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)的總時(shí)間t。
(1)(2)(3)
解析試題分析:(1)運(yùn)動軌跡如圖所示:
設(shè)粒子過N點(diǎn)時(shí)速度v,有,所以,
(2)粒子在磁場中以O(shè)/為圓做勻速圓周運(yùn)動,半徑為O/N,有,故
(3)由幾何關(guān)系得 ,粒子在電場中運(yùn)動的時(shí)間t1,有ON=v0t1 ,所以
粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期:
設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間,有
得:
粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)的總時(shí)間
將t1.t2 代入得:
考點(diǎn):考查了牛頓運(yùn)動定律與電磁場綜合應(yīng)用
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
“神舟七號”飛船中的宇航員處于完全失重狀態(tài),下列說法中正確的是( )
A.宇航員受力平衡 |
B.宇航員不受任何力作用 |
C.宇航員仍受重力作用 |
D.宇航員受到座艙對他的支持力 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(18分) 在直角坐標(biāo)系第一象限與第三象限分布有如圖所示的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度為;現(xiàn)在第三象限中從P點(diǎn)以初速度沿x軸方向發(fā)射質(zhì)量為,帶的離子,離子經(jīng)電場后恰從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入磁場。
(1)已知P點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,試求P點(diǎn)的橫坐標(biāo)x;
(2)若離子經(jīng)O點(diǎn)射入磁場時(shí)的速度為2,試求離子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間及磁場出射點(diǎn)距O點(diǎn)的距離d。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(17分)如圖所示,真空中有以O(shè)1為圓心,r為半徑的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓形磁場邊界上的一點(diǎn)。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外。x=r的虛線右側(cè)足夠大的范圍內(nèi)有方向豎直向下、大小為E的勻強(qiáng)電場。從O點(diǎn)在紙面內(nèi)向各個(gè)不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子,設(shè)質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r,已知質(zhì)子的電荷量為e,質(zhì)量為m。求:
(1)質(zhì)子射入磁場時(shí)的速度大小;
(2)速度方向沿y軸正方向射入磁場的質(zhì)子到達(dá)x軸所需的時(shí)間;
(3)速度方向與y軸正方向成37°角且與x軸正方向成127°角射入磁場的質(zhì)子到達(dá)x軸時(shí)的位置坐標(biāo)。(已知sin37°=0.6,cos37°="0.8)"
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
某探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)質(zhì)譜儀,其原理如圖所示.一束電量均為,質(zhì)量不同的帶負(fù)電的粒子,經(jīng)過電場加速后進(jìn)入一速度選擇器,從點(diǎn)進(jìn)入一等腰直角三角形的有界磁場中,又從斜邊射出.速度選擇器中垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,豎直向下的勻強(qiáng)電場強(qiáng)度為,有界磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,直角邊長為,為斜邊的中點(diǎn),兩點(diǎn)相距為.求:
(1)帶電粒子進(jìn)入有界磁場的速度大小.
(2)帶電粒子質(zhì)量應(yīng)滿足的條件.
(3)打在斜邊上Q點(diǎn)的帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(19分)如圖所示,一帶電粒子以與水平方向成60°角速度在豎直平面內(nèi)做直線運(yùn)動,經(jīng)過一段時(shí)間后進(jìn)入一垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域(圖中未畫出磁場區(qū)域),粒子飛出磁場后垂直電場方向進(jìn)入寬為L的勻強(qiáng)電場。 電場強(qiáng)度大小為E,方向豎直向上。當(dāng)粒子穿出電場時(shí)速度大小變?yōu)樵瓉淼?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/9c/3/n0frb.png" style="vertical-align:middle;" />倍。 已知帶電粒子的質(zhì)量為m,電量為q,重力不計(jì)。求:
(1)粒子帶什么電?簡述理由;
(2)帶電粒子在磁場中運(yùn)動時(shí)速度多大;
(3)該圓形磁場區(qū)域的最小面積為多大。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,豎直邊界PQ左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,右側(cè)有豎直向下的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E,C為邊界上的一點(diǎn),A與C在同一水平線上且相距為L,兩相同的粒子以相同的速率分別從A、C兩點(diǎn)同時(shí)射出,A點(diǎn)射出的粒子初速度沿AC方向,C點(diǎn)射出的粒子初速度斜向左下方與邊界PQ成夾角θ=。A點(diǎn)射出的粒子從電場中運(yùn)動到邊界PQ時(shí),兩粒子剛好相遇.若粒子質(zhì)量為m,電荷量為+q,重力不計(jì),求:
(1)粒子初速度v0的大小;
(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(3)相遇點(diǎn)到C點(diǎn)的距離.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(14分)、傳送帶和水平面的夾角為37°,完全相同的兩輪和皮帶的切點(diǎn)A、B間的距離為24m, B點(diǎn)右側(cè)(B點(diǎn)在場的邊緣)有一上下無限寬左右邊距為d的正交勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場方向豎直向上,勻強(qiáng)磁場垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=103T.傳送帶在電機(jī)帶動下,以4m/s速度順時(shí)針勻速運(yùn)轉(zhuǎn),現(xiàn)將質(zhì)量為m=0.1kg,電量q=+10-2C的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放于傳送帶的A點(diǎn),已知物體和傳送帶間的摩擦系數(shù)為μ=0.8,物體在運(yùn)動過程中電量不變,重力加速度取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的時(shí)間?
(2)若物體從B點(diǎn)進(jìn)入混合場后做勻速圓周運(yùn)動,則所加的電場強(qiáng)度的大小E應(yīng)為多少?物體仍然從混合場的左邊界出混合場,則場的右邊界距B點(diǎn)的水平距離d至少等于多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(8分)如圖所示,空間存在著電場強(qiáng)度E=2.5×102 N/C、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場,在電場內(nèi)一長為L=0.5 m的絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn),另一端拴著質(zhì)量m=0.5 kg電荷量q=4×10-2 C的小球。現(xiàn)將細(xì)線拉至水平位置,將小球由靜止釋放,當(dāng)小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂。取g=10 m/s2。求:
(1)小球的電性;
(2)細(xì)線能承受的最大拉力值。
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