如圖所示,在相互垂直的勻強磁場和勻強電場中放一光滑的足夠長的斜面,傾斜角為30°,并固定在水平面上,電場強度為E,磁感應(yīng)強度為B,質(zhì)量為m,電量為+q的小球,靜止在斜面的頂端,這時小球?qū)π泵娴恼龎毫榱,若迅速地把電場方向改變(yōu)樨Q直向下,則小球能在斜面上滑多遠?
S=3m2g / 2q2B2

試題分析:電場向上時mg="qE" ,電場反向后重力與電場力的合力F=mg+qE=2mg
隨速度增大洛侖茲力f增大,當(dāng)f增大到與F垂直斜面的分力時,斜面支持力為零,小球?qū)㈦x開斜面。根據(jù)qvB=Fcos30°=2mgcos30°,可求出離開斜面時速度。設(shè)小球下滑距離為S,由動能定理有Fsin30°S=mv2/2,可解出S=3m2g / 2q2B2
點評:(1)對于帶電粒子在復(fù)合場內(nèi)運動問題首先要分清楚其運動特點和受力特點.
(2)要注意分析題目中的一些隱含條件,比如不計重力的帶電粒子在正交的電場和磁場中直線運動時,一定是勻速直線運動;在混合場中做勻速圓周運動時,電場力與重力平衡.
(3)對于帶電粒子在疊加場內(nèi)的一般曲線運動問題(如類平拋),通常采用運動的合成與分解的方法來處理問題.還有就是要注意幾何關(guān)系在解決物理問題中的應(yīng)用.
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:單選題

如圖示,在正交的勻強電場和磁場的區(qū)域內(nèi)(磁場水平向內(nèi)),有一離子恰能沿直線飛過此區(qū)域(不計離子重力)(   )
A.若離子帶正電,E方向應(yīng)向上
B.若離子帶負電,E方向應(yīng)向上
C.若離子帶正電,E方向應(yīng)向下
D.若離子帶負電,E方向應(yīng)向下

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,真空中有以(r,0)為圓心,半徑為r的圓形勻強磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度為B,方向垂直紙面向里,在y= r的虛線上方足夠大的范圍內(nèi),有方向水平向左的勻強電場,電場強度為E,從O點向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子,質(zhì)子的運動軌跡均在紙面內(nèi),且質(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q,質(zhì)量為m,不計重力、粒子間的相互作用力及阻力。求:

(1)質(zhì)子射入磁場時速度的大;
(2)沿x軸正方向射入磁場的質(zhì)子,到達y軸所需的時間;
(3)與x軸正方向成30o角(如圖中所示)射入的質(zhì)子,到達y軸的位置坐標。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

地面上空同時存在著勻強的電場與磁場,一質(zhì)量為m的帶正電小球,在該區(qū)域內(nèi)沿水平方向向右做直線運動,如圖所示,關(guān)于場的分布情況可能的是(  )
A.該處電場方向和磁場方向重合
B.電場豎直向上,磁場垂直紙面向里
C.電場斜向里側(cè)上方,磁場斜向外側(cè)上方,均與v垂直
D.電場水平向右,磁場垂直紙面向里

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量為m,帶電量為q的負粒子(重力不計)經(jīng)歷電壓為U1加速電場加速后,從平行板中心軸線進入后沿直線以速度v0飛出復(fù)合場,已知復(fù)合場區(qū)域的磁感應(yīng)強度方向豎直向下為B,電壓為U2,極板距離為d,F(xiàn)欲使粒子以3 v0的速度沿直線飛出,在保證粒子的比荷不變的情況下,下列方法可行的是:(  )

A、保持其它參量不變,使U1變?yōu)樵瓉淼?倍
B、保持B、d不變,使使U1變?yōu)樵瓉淼?倍,U2變?yōu)樵瓉淼?倍
C、保持其它參量不變,使U2變?yōu)樵瓉淼?倍
D、保持B、U1、U2不變,使d變?yōu)樵瓉淼?/3倍

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一束質(zhì)量、速度和電荷量不同的正離子垂直地射入勻強磁場和 勻強電場正交的區(qū)域里,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的運動方向,有些未發(fā)生任何偏轉(zhuǎn).如果讓這些不偏轉(zhuǎn)的離子進入另一勻強磁場中,發(fā)現(xiàn)這些離子又分裂成幾束,對這些進入另一磁場的離子,可得出結(jié)論(  )
A.它們的動能一定各不相同B.它們的電荷量一定各不相同
C.它們的質(zhì)量一定各不相同D.它們的電荷量與質(zhì)量之比一定各不相同

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖12所示,一個半徑為R的絕緣光滑半圓環(huán),豎直放在場強為E的勻強電場中,電場方向豎直向下.在環(huán)壁邊緣處有一質(zhì)量為m,帶有正電荷q的小球,由靜止開始下滑,求小球經(jīng)過最低點時對環(huán)底的壓力.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(8分)如圖所示,在場強E=1×104N/C的水平勻強電場中,有一根長為L=15cm的細線,一端固定在O點,另一端系一個質(zhì)量m=3g、帶電量q=+2×10-6C的小球,當(dāng)細線處于水平位置,小球在A點從靜止開始釋放,求:小球到達最低點B時對細線的拉力大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,正方形導(dǎo)線框abcd的質(zhì)量為m、邊長為l,導(dǎo)線框的總電阻為R.導(dǎo)線框從垂直紙面向里的水平有界勻強磁場的上方某處由靜止自由下落,下落過程中,導(dǎo)線框始終在與磁場垂直的豎直平面內(nèi),cd邊保持水平.磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直紙面向里,磁場上?下兩個界面水平距離為l.已知cd邊剛進入磁場時線框恰好做勻速運動.重力加速度為g.

(1)求cd邊剛進入磁場時導(dǎo)線框的速度大小;
(2)請證明:導(dǎo)線框的cd邊在磁場中運動的任意瞬間,導(dǎo)線框克服安培力做功的功率等于導(dǎo)線框消耗的電功率;
(3)求從導(dǎo)線框cd邊剛進入磁場到ab邊剛離開磁場的過程中,導(dǎo)線框克服安培力所做的功.

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