【題目】如圖所示,平面直角坐標(biāo)系xoy的第二、三象限內(nèi)有方向沿y軸正向的勻強(qiáng)電場,第一、四象限內(nèi)有圓形有界磁場,有界磁場的半徑為當(dāng)L,磁揚(yáng)場的方向垂直于坐標(biāo)平面向里,磁場邊界與y軸相切于O點(diǎn),在x軸上坐標(biāo)為(-L,0)P點(diǎn)沿與x軸正向成θ=45°方向射出一個(gè)速度大小為v0的帶電粒子,粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q,粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)垂直y軸射出電場,粒子進(jìn)人磁場后經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)以沿y軸負(fù)方向的速度射出磁場,不計(jì)粒子的重力。求

(1)粒子從y軸上射出電場的位置坐標(biāo);

(2)勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度大小及勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;

(3)粒子從P點(diǎn)射出到出磁場運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少?

【答案】(1)(0,L)(2) (3)

【解析】

(1)粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)動(dòng)的逆過程,應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以求出粒子出射位置坐標(biāo)。
(2)應(yīng)用牛頓第二定律求出粒子在電場中的加速度,應(yīng)用位移公式求出電場強(qiáng)度;粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng),應(yīng)用牛頓第二定律可以求出磁感應(yīng)強(qiáng)度。
(3)根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)過程,求出粒子在各階段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,然后求出總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

(1)粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)動(dòng)的逆運(yùn)動(dòng),
水平方向:L=v0cosθt1,
豎直方向:y=v0sinθt1,
解得:y=L,
粒子從y軸上射出電場的位置為:(0,L);
(2)粒子在電場中的加速度:a=,
豎直分位移:y=at12,
解得: ;
粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),粒子以沿y軸負(fù)方向的速度射出磁場,粒子運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,

由幾何知識(shí)得:AC與豎直方向夾角為45°,
AD=y=L,
因此AAC剛好為有界磁場邊界圓的直徑,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑:r=L,
粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:qvB=m,
其中,粒子的速度:v=v0cosθ,
解得:;
(3)粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間:,
粒子離開電場進(jìn)入磁場前做勻速直線運(yùn)動(dòng),位移:,
粒子做運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:,
粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:,
粒子總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t=t1+t2+t3=;

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用圖示裝置,通過研究滑塊上升高度和壓縮量的關(guān)系,探究彈簧的彈性勢能與形變量的關(guān)系,將彈簧和一帶有指針的滑塊套在豎直的光滑桿上,滑塊和彈簧不拴接,在桿的一側(cè)豎直固定刻度尺,如圖甲所示,彈簧自由伸長時(shí)上端在B點(diǎn),將彈簧上端壓縮到的位置為A,從靜止釋放滑塊,滑塊上升到最高點(diǎn)的位置為C,分別記下這幾個(gè)點(diǎn)位置并從刻度尺上讀出對應(yīng)示數(shù)xB、xA、xC,不斷改變彈簧壓縮到的位置,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程,記錄A、C的位置;測出滑塊質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g。

(1)滑塊上升的高度h=________________,彈簧的壓縮量大小x=___________(用測得的xAxB、xC表示)。

(2)該同學(xué)做出h隨壓縮量x的幾種圖象如下圖所示,由這些圖象可以得出彈性勢能與形變量的關(guān)系是

___________________________;

(3)若將另一個(gè)相同的彈簧與甲圖中彈簧套在一起(如圖乙所示)再做實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)h-Δx2圖象的斜率_____(變大變小、不變”)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b與電池相連,b板接地(規(guī)定大地電勢為零)在距離兩板等遠(yuǎn)的P點(diǎn)有一個(gè)帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將b板向下平移一小段距離,則穩(wěn)定后,下列說法中正確的是

A. 液滴將加速向下運(yùn)動(dòng)

B. P點(diǎn)電勢升高,液滴在P點(diǎn)時(shí)的電勢能減小

C. P點(diǎn)的電場強(qiáng)度變大

D. b板移動(dòng)前后兩種情況下,若將液滴從a板移到b板,電場力做功不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,金屬棒ab置于水平放置的金屬導(dǎo)體框架cdef上,棒ab與框架接觸良好.從某一時(shí)刻開始,給這個(gè)空間施加一個(gè)斜向上的勻強(qiáng)磁場,并且磁場均勻增加,ab棒仍靜止,在磁場均勻增加的過程中,關(guān)于ab棒受到的摩擦力,下列說法正確的是(  )

A. 摩擦力大小不變,方向向右

B. 摩擦力變大,方向向右

C. 摩擦力變大,方向向左

D. 摩擦力變小,方向向左

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示質(zhì)量為m的物塊A在光滑的水平面上以一定的速度向右滑行,質(zhì)量為2m的圓弧體靜止在光滑水平面上,光滑圓弧面最低點(diǎn)與水平面相切,圓弧的半徑為R,圓弧所對的圓心角θ=53°,物塊滑上圓弧體后,剛好能滑到圓弧體的最高點(diǎn),重力加速度為g。

(1)物塊在水平面上滑行的速度大;

(2)若將圓弧體鎖定,物塊仍以原來的速度向右滑行并滑上圓弧體,則物塊從圓弧面上滑出后上升到最高點(diǎn)的速度大小及最高點(diǎn)離地面的高度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為一列簡諧橫波沿x軸傳播在t=0(實(shí)線)t=0.5s(虛線)時(shí)刻的波形圖。

(1)t=0時(shí)刻,x=2.5m處質(zhì)點(diǎn)正沿y軸負(fù)方向振動(dòng),求該質(zhì)點(diǎn)第一次回到t=0時(shí)刻的位置所經(jīng)過的最長時(shí)間;

(2)若波動(dòng)的周期T≤0.5s≤2T,則在1s內(nèi)波形傳播的距離為多少?

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【題目】如圖所示,兩塊平行金屬極板MN水平放置,板長L=l m,間距d=m,兩金屬板間電壓UMN=1×104V;在平行金屬板右側(cè)依次存在ABC和FGH兩個(gè)全等的正三角形區(qū)域,正三角形ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,三角形的上頂點(diǎn)A與上金屬板M平齊,BC邊與金屬板平行,AB邊的中點(diǎn)P恰好在下金屬板N的右端點(diǎn);正三角形FGH內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,已知A、F、G處于同一直線上,B、C、H也處于同一直線上,AF兩點(diǎn)距離為m,F(xiàn)從平行金屬極板MN左端沿中心軸線方向入射一個(gè)重力不計(jì)的帶電粒子,粒子質(zhì)量m=3×l0kg,帶電量q=+l×10C,初速度v0=1×l0 m/s。求:

(1)帶電粒子從電場中射出時(shí)的速度v的大小和方向?

(2)若帶電粒子進(jìn)入三角形區(qū)域ABC后垂直打在AC邊上,求該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度 ?

(3)接第(2)問,若要使帶電粒子由FH邊界進(jìn)入FGH區(qū)域并能再次回到FH界面,求B2 至少應(yīng)為多大?

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【題目】在如圖所示電路中,電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后,在滑動(dòng)變阻器R2的滑動(dòng)端由ab緩慢滑動(dòng)的過程中,電流表、電壓表均為理想表,下列說法正確的是

A. 電流表的示數(shù)減小B. 電壓表的示數(shù)減小

C. 電容器C的電容增大D. 電容器C所帶電荷量增大

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【題目】蹦極是一項(xiàng)考驗(yàn)體力、智力和心理承受能力的空中極限運(yùn)動(dòng)。跳躍者站在約50m高的塔臺(tái)上,把一根原長為L的彈性繩的一端綁在雙腿的踝關(guān)節(jié)處,另一端固定在塔臺(tái)上,跳躍者頭朝下跳下去。若彈性繩的彈力遵守胡克定律,不計(jì)空氣阻力,則在跳躍者從起跳到第一次下落到最低點(diǎn)的過程中,跳躍者的動(dòng)能Ek(圖線①)和彈性繩的彈性勢能Ep(圖線②)隨下落高度的變化圖象中,大致正確的是

A. B. C. D.

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