分析 (1)洛倫茲力永不做功,粒子在磁場和重力場中運動時只有重力做功;根據(jù)動能定理可求得到達(dá)任意位置P(x,y)的速率v;
(2)粒子下降的最低點時一定沿豎直方向為零,只有水平方向的速度;此時洛倫茲力和重力的合力充當(dāng)向心力;則可求向最大速度;再結(jié)合(1)中求出的速度,聯(lián)立可得最大位移;
(3)要使沿x軸做直線運動,粒子一定是在最低點;則可知最大位移;要使粒子沿直線運動,則三力的合力一定為零;根據(jù)平衡條件可求得電場強度的大小和方向.
解答 解:(1)因洛倫茲力不做功,只有重力做功;則由動能定理得:
mgy=12mv2…①
解得:v=√2gy…②
(2)設(shè)在最大距離ym處的速率為vm,根據(jù)圓周運動洛倫茲力充當(dāng)向心力有:
qvmB-mg=mv2mR…③
且由②知:vm=√2gym…④
則由③④及R=2ym
得:ym=2m2gq2B2…⑤
(3)當(dāng)小球沿x軸正向做直線運動時,小球受力平衡,由此可知,加電場時,小球應(yīng)在最低點.有:
ym=2m2gq2B2
要使沿x軸正向做直線運動,則有:qvmB-mg-qE=0…⑥
解④⑤⑥得:E=mgq;方向豎直向下;
答:(1)小球運動到任意位置P(x,y)的速率v為√2gy;
(2)小球在運動過程中第一次下降的最大距離ym為2m2gq2B2;
(3)欲使小球沿x軸正向做直線運動,可在該區(qū)域加一勻強電場,試分析加電場時,小球位置的縱坐標(biāo)y值為2m2gq2B2;所加電場的電場強度為mgq;方向豎直向下.
點評 本題考查帶電粒子在復(fù)合場中的運動情況,要注意明確各力的特點,注意題目中隱含的信息,然后利用牛頓第二定律以及功能關(guān)系分析求解.此題對學(xué)生分析能力要求極高;如果找不出隱含的信息,則無從下手.
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 可能小于4m/s2 | B. | 可能等于4m/s2 | C. | 可能等于8m/s2 | D. | 可能等于12m/s2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | t1>t2,V1>V2 | B. | t1>t2,V1<V2 | C. | t1<t2,V1>V2 | D. | t1<t2,V1<V2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 電動機消耗的總功率為UI | B. | 電動機消耗的熱功率為U2R | ||
C. | 電源的效率為1-IrE | D. | 電源的輸出功率為EI |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物體的位移-時間圖象是拋物線 | B. | 該物體做的是曲線運動 | ||
C. | 該物體運動的時間t為169s | D. | 該物體運動的加速度為1.5m/s2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物體通過每一部分時,其速度增量vB-vA=vC-vB=vD-vC=vE-vD | |
B. | 物體從A運動到E的全過程平均速度大于B點的瞬時速度 | |
C. | 物體到達(dá)各點所經(jīng)歷的時間tE=2tB=\sqrt{2}tC=\frac{2}{\sqrt{3}}tD | |
D. | 物體到達(dá)各點的速率vB:vC:vD:vE=1:\sqrt{2}:\sqrt{3}:2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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