【題目】靜電噴漆技術(shù)具有效率高、質(zhì)量好、有益于健康等優(yōu)點(diǎn)，其裝置可簡(jiǎn)化為如圖所示．A、B為水平放置的間距d＝1.6 m的兩塊足夠大的平行金屬板，兩板間有方向由B指向A的E＝0.1 V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)．在A板的中央放置一個(gè)安全接地的靜電油漆噴槍P，油漆噴槍可向各個(gè)方向均勻地噴出初速度大小均為v0＝6 m/s的油漆微粒，已知油漆微粒的質(zhì)量均為m＝1.0×10－5kg，帶負(fù)電且電荷量均為q＝1.0×10－3C，不計(jì)油漆微粒間的相互作用以

及油漆微粒帶電量對(duì)板間電場(chǎng)和磁場(chǎng)的影響，忽略空氣阻力，g＝10 m/s2.求：

(1)油漆微粒落在B板上的面積；

(2)若讓A、B兩板間的電場(chǎng)反向，并在兩板間加垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.06 T，調(diào)節(jié)噴槍使油漆微粒只能在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向噴出，其他條件不變．B板被油漆微粒打中的區(qū)域的長(zhǎng)度為多少？

(3)在滿(mǎn)足(2)的情況下，打中B板的油漆微粒中，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為多少？

【答案】(1)18.1 m2 (2)1.6 m (3)0.31 s

【解析】(1)油漆微粒的加速度a＝①

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式d＝at2②

水平方向最大距離x＝v0t③

落在B板上所形成圓形面積S＝πx2④

由以上各式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得

S＝18.1 m2⑤

(2)當(dāng)電場(chǎng)反向時(shí)，Eq＝mg⑥

油漆微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力充當(dāng)向心力Bqv0＝m⑦

水平向右射出的油漆微粒打在B板的右端，根據(jù)幾何關(guān)系R＋Rcos α＝d⑧

ac的長(zhǎng)度ac＝Rsin α⑨

打在B板左端的油漆微粒為與B板相切的微粒，同理求得

bc＝ac⑩

油漆微粒打在極板上的長(zhǎng)度ab＝ac＋bc

聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得ab＝1.6 m

(3)打在B板上的微粒中，最短的弦長(zhǎng)即Pc對(duì)應(yīng)的時(shí)間最短，由幾何關(guān)系得

sin θ＝

運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間tmin＝T

微粒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T＝

代入數(shù)據(jù)解得tmin＝0.31 s

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】對(duì)于同一物理問(wèn)題，常�？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。

（1）一段橫截面積為S、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電荷量為e。該導(dǎo)線通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v,求導(dǎo)線中的電流I（請(qǐng)建立模型進(jìn)行推導(dǎo)）；

（2）正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量。為簡(jiǎn)化問(wèn)題，我們假定：粒子大小可以忽略；其速率均為v，且與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等；與器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與器壁垂直，且速率不變。利用所學(xué)力學(xué)知識(shí)，導(dǎo)出器壁單位面積所受粒子壓力F與m、n和v的關(guān)系(提示：建議，建立模型，思考?jí)簭?qiáng)的產(chǎn)生原理)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)除了有一個(gè)標(biāo)有“5 V,2.5 W”的小燈泡、導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，還有：

A．直流電源(電動(dòng)勢(shì)約為5 V，內(nèi)阻可不計(jì))

B．直流電流表(量程0～3 A，內(nèi)阻約為0.1 Ω)

C．直流電流表(量程0～600 mA，內(nèi)阻約為5 Ω)

D．直流電壓表(量程0～15 V，內(nèi)阻約為15 kΩ)

E．直流電壓表(量程0～5 V，內(nèi)阻約為10 kΩ)

F．滑動(dòng)變阻器(最大阻值10 Ω，允許通過(guò)的最大電流為2 A)

G．滑動(dòng)變阻器(最大阻值1 kΩ，允許通過(guò)的最大電流為0.5 A)

實(shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零開(kāi)始變化并能測(cè)多組數(shù)據(jù)．

(1)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(均用序號(hào)字母表示)．

(2)請(qǐng)按要求將圖中所示的器材連成實(shí)驗(yàn)電路．______________.

(3)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)正確作出的小燈泡的伏安特性曲線如圖所示．現(xiàn)把實(shí)驗(yàn)中使用的小燈泡接到如圖所示的電路中，其中電源電動(dòng)勢(shì)E＝6 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，定值電阻R＝9 Ω，此時(shí)燈泡的實(shí)際功率為________W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)直線AB與豎直方向成30°角，AB左側(cè)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，右側(cè)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一質(zhì)量為m、電量為q的帶負(fù)電的粒子，從P點(diǎn)以初速度v0豎直向下射入電場(chǎng)，粒子首次回到邊界AB時(shí)，經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)且速度大小不變，已知P、Q間距為l，之后粒子能夠再次通過(guò)P點(diǎn)，(粒子重力不計(jì))求：

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向；

(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的可能值.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖(甲)所示,在坐標(biāo)軸y軸左側(cè)存在一方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,y軸右側(cè)存在如圖(乙)所示寬度為L(zhǎng)的有界交變電場(chǎng)(規(guī)定豎直向下為正方向),此區(qū)間右側(cè)存在一大小仍為B方向垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),有一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的正粒子(不計(jì)重力)從x軸上的A點(diǎn)以速度大小為v方向與x軸正方向夾角θ=60°射出,粒子達(dá)到y(tǒng)軸上的C點(diǎn)時(shí)速度方向與y軸垂直,此時(shí)區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)從t=0時(shí)刻變化,在t=2T 時(shí)粒子從x軸上的F點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求:

(1)C點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)距離y;

(2)交變電場(chǎng)的周期T及電場(chǎng)強(qiáng)度E0的大小;

(3)帶電粒子進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)時(shí),區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)消失,要使粒子仍能回到A點(diǎn),左側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向應(yīng)如何改變?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖是說(shuō)明向心力和質(zhì)量、半徑之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)儀器．球P和Q可以在光滑水平桿上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，兩球之間用一條輕繩連接，mP＝2mQ．當(dāng)整個(gè)裝置繞中心軸以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩球離轉(zhuǎn)軸的距離保持不變，則此時(shí)

A．兩球均受到重力、支持力、繩的拉力和向心力四個(gè)力的作用

B．P、Q兩球受到的向心力大小相等

C．兩球離轉(zhuǎn)軸的距離rP一定等于

D．當(dāng)ω增大時(shí)，P球?qū)⑾蛲膺\(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖(a)所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy，整個(gè)空間內(nèi)都存在垂直坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向與x軸正方向夾角為45°.已知帶電粒子質(zhì)量為m、電量為＋q，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E＝，重力加速度為g.

(1)若粒子在xOy平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求粒子的速度v0；

(2)t＝0時(shí)刻的電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向如圖(a)所示，若電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均不變，而方向隨時(shí)間周期性的改變，如圖(b)所示.將該粒子從原點(diǎn)O由靜止釋放，在0～時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖(c)虛線OMN所示，M點(diǎn)為軌跡距y軸的最遠(yuǎn)點(diǎn)，M距y軸的距離為d.已知在曲線上某一點(diǎn)能找到一個(gè)和它內(nèi)切的半徑最大的圓，物體經(jīng)過(guò)此點(diǎn)時(shí)，相當(dāng)于以此圓的半徑在做圓周運(yùn)動(dòng)，這個(gè)圓的半徑就定義為曲線上這點(diǎn)的曲率半徑.求：

①粒子經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)曲率半徑ρ；

②在圖中畫(huà)出粒子從N點(diǎn)回到O點(diǎn)的軌跡.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】汽車(chē)行駛在半徑為50m的圓形水平跑道上，速度為10m/s．已知汽車(chē)的質(zhì)量為1000kg，汽車(chē)與地面的最大靜摩擦力為車(chē)重的0.8倍．問(wèn)：（g=10m/s2）

（1）汽車(chē)受到向心力是多大？

（2）汽車(chē)?yán)@跑道一圈需要的時(shí)間是多少？

（3）要使汽車(chē)不打滑，則其速度最大不能超過(guò)多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某著名極限運(yùn)動(dòng)員在美國(guó)新墨西哥州上空，從距地面高度約3.9萬(wàn)米的氦氣球攜帶的太空艙上跳下，在最后幾千英尺打開(kāi)降落傘，并成功著陸．假設(shè)降落傘在最后的勻速豎直下降過(guò)程中遇到水平方向吹來(lái)的風(fēng)，若風(fēng)速越大，則降落傘（　�。�

A. 下落的時(shí)間越短

B. 下落的時(shí)間越長(zhǎng)

C. 落地時(shí)速度越小

D. 落地時(shí)速度越大

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同步練習(xí)冊(cè)答案