【題目】如圖所示,在y>0的區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),在y<0的區(qū)域內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一電子(質(zhì)量為m、電量為e)從y軸上A點(diǎn)以沿x軸正方向的初速度v0開始運(yùn)動(dòng).當(dāng)電子第一次穿越x軸時(shí),恰好到達(dá)C點(diǎn);當(dāng)電子第二次穿越x軸時(shí),恰好到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn);當(dāng)電子第三次穿越x軸時(shí),恰好到達(dá)D點(diǎn).C、D兩點(diǎn)均未在圖中標(biāo)出.已知A、C點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離分別為d、2d.不計(jì)電子的重力.求:

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(3)電子從A運(yùn)動(dòng)到D經(jīng)歷的時(shí)間t.

【答案】
(1)解:電子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)電子從A到C的時(shí)間為t1

則 2d=v0t1

解得 E=

答:電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小為


(2)解:設(shè)電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v,v與x軸的夾角為θ,則 ,得θ=45°

解得

電子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛侖茲力提供向心力,得

由圖可知 

解得

答:磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為 ;


(3)解:由拋物線的對(duì)稱關(guān)系,電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 3t1=

電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t2=

電子從A運(yùn)動(dòng)到D的時(shí)間 t=3t1+t2=

答:電子從A運(yùn)動(dòng)到D經(jīng)歷的時(shí)間t為


【解析】(1)分析電子的運(yùn)動(dòng)情況:電子在電場(chǎng)中,受到豎直向下的電場(chǎng)力而做類平拋運(yùn)動(dòng)(或勻變速曲線運(yùn)動(dòng));進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng); 畫出軌跡.根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式研究電子在電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng),即可求出電場(chǎng)強(qiáng)度E;(2)由上題結(jié)果,求出電子進(jìn)入磁場(chǎng)中的速度v的大小,以及v與x軸的夾角,由幾何知識(shí)求出圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,由牛頓第二定律和向心力求磁感應(yīng)強(qiáng)度B;(3)根據(jù)電場(chǎng)中拋物線的對(duì)稱關(guān)系,可見電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 3t1= ,根據(jù)軌跡的圓心角求出磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間,即可得到總時(shí)間.
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了平拋運(yùn)動(dòng)和洛倫茲力的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),需要掌握特點(diǎn):①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng);運(yùn)動(dòng)規(guī)律:平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng);洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功才能正確解答此題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】距地面高5m的水平直軌道上A、B兩點(diǎn)相距2m,在B點(diǎn)用細(xì)線懸掛一小球,離地高度為h,如圖.小車始終以4m/s的速度沿軌道勻速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下,小車運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)細(xì)線被軋斷,最后兩球同時(shí)落地.不計(jì)空氣阻力,取重力加速度的大小g=10m/s2可求得h等于(  )

A. 1.25 m B. 2.25 m C. 3.75 m D. 4.75 m

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,直線MN是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線(方向未畫出).虛線是一帶電的粒子只在電場(chǎng)力的作用下,由a運(yùn)動(dòng)到b的運(yùn)動(dòng)軌跡,軌跡為一拋物線.下列判斷正確的是( )

A.電場(chǎng)線MN的方向一定是由N指向M
B.帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b的過程中動(dòng)能不一定增加
C.帶電粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能
D.帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中.

(1)需要測(cè)量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h.某小組的同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,共設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案,其中正確的是
A.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,并測(cè)出下落時(shí)間t,通過v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v;
B.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,并通過v= 計(jì)算出瞬時(shí)速度v;
C.根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,等于這點(diǎn)前、后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測(cè)算出瞬時(shí)速度v,并通過h= 計(jì)算出高度h;
D.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,等于這點(diǎn)前、后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測(cè)算出瞬時(shí)速度v.
(2)已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,使用交流電的頻率為f.在打出的紙帶上選取連續(xù)打出的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E,如圖所示.測(cè)出A點(diǎn)距離起始點(diǎn)O的距離為s0 , A、C兩點(diǎn)間的距離為s1 , C、E兩點(diǎn)間的距離為s2 , 根據(jù)前述條件,如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)滿足關(guān)系式 ,即驗(yàn)證了物體下落過程中機(jī)械能是守恒的.而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,往往會(huì)出現(xiàn)物體的動(dòng)能增加量略小于重力勢(shì)能的減小量,出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在測(cè)定某一均勻細(xì)圓柱體材料的電阻率實(shí)驗(yàn)中.
(1)如圖1所示,用游標(biāo)卡尺測(cè)其長度為 cm;圖2用螺旋測(cè)微器測(cè)其直徑為mm.

(2)其電阻約為6Ω.為了較為準(zhǔn)確地測(cè)量其電阻,現(xiàn)用伏安法測(cè)其電阻.實(shí)驗(yàn)室除提供了電池E(電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻約為0.3Ω)、開關(guān)S,導(dǎo)線若干,還備有下列實(shí)驗(yàn)器材:
A.電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻約為2kΩ)
B.電壓表V2(量程15V,內(nèi)阻約為15kΩ)
C.電流表A1 (量程3A,內(nèi)阻約為0.2Ω)
D.電流表A2 (量程0.6A,內(nèi)阻約為1Ω)
E.滑動(dòng)變阻器R1(0~10Ω,0.6A)
F.滑動(dòng)變阻器R2 (0~2000Ω,0.1A)
①為減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有 (選填“A、B、C、D…”等序號(hào))
②為減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)選用圖3中(選填“a”或“b”)為該實(shí)驗(yàn)的電路原理圖,其測(cè)量值比真實(shí)值(選填“偏大”或“偏小”).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】S1S2分別表示勁度系數(shù)為k1k2的兩根彈簧,k1>k2.ab表示質(zhì)量分別為mamb的兩個(gè)小物體,ma>mb,將彈簧與物塊按右圖所示方式懸掛起來,現(xiàn)要求兩根彈簧的總長度最大,則應(yīng)使( )

A. S1在上,a在上 B. S1在上,b在上

C. S2在上,a在上 D. S2在上,b在上

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】真空中兩個(gè)相同的金屬小球(可看成點(diǎn)電荷),帶電量絕對(duì)值之比為1:9,相距為r,兩球相互接觸后再放回原來的位置上,則它們間的相互作用力可能為原來的( )
A.
B.
C.
D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于變壓器,下列說法正確的是( )
A.變壓器可以將交流電壓升高或降低
B.升壓變壓器的原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)
C.理想變壓器的輸入和輸出功率相等
D.變壓器的輸出電壓與副線圈匝數(shù)無關(guān)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方,導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時(shí),導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)( )

A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降
B.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升
C.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降
D.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案