(1)空間有平行于紙面的勻強(qiáng)電場.一電荷量為-q的質(zhì)點(diǎn)(重力不計(jì)),在恒定拉力F的作用下沿虛線由M勻速運(yùn)動到N,如圖4所示,已知力F和MN間夾角為θ,MN間距離為d,則MN兩點(diǎn)的電勢差為______勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為______.
(2)有一探測衛(wèi)星在地球赤道正上方繞地球做勻速圓周運(yùn)動,已知地球質(zhì)量為M,地球半徑為R,萬有引力常量為G,探測衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的周期為T.求:
(1)探測衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)的軌道半徑;
(2)探測衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)的速度大小;
(3)在距地球表面高度恰好等于地球半徑時(shí),探測衛(wèi)星上的觀測儀器某一時(shí)刻能觀測到的地球表面赤道的最大弧長.(此探測器觀測不受日照影響,不考慮空氣對光的折射)

【答案】分析:(1)根據(jù)題設(shè)條件F、d、θ,功的公式求出力F做功,根據(jù)動能定理,可求出電場力做功,從而求出M、N間電勢差.根據(jù)平衡條件求解電場強(qiáng)度大小.
(2)根據(jù)萬有引力定律和牛頓運(yùn)動定律求解.
作出觀測到赤道上的弧長的圖形,根據(jù)幾何關(guān)系求解.
解答:解:(1)根據(jù)動能定理得,F(xiàn)dcosθ-qUMN=0,
UMN=
根據(jù)平衡條件得電場力大小Eq=F
所以勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為E=
(2)①設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量為m,衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的軌道半徑為r,根據(jù)萬有引力定律和牛頓運(yùn)動定律得:
解得 
②設(shè)宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)的速度大小為v,
③設(shè)宇宙飛船在地球赤道上方A點(diǎn)處,距離地球中心為2R,飛船上的觀測儀器能觀測到地球赤道上的B點(diǎn)和C點(diǎn),能觀測到赤道上的弧長是LBC,如圖所示,
cosα==,則:α=60°   
觀測到地球表面赤道的最大長度LBC=   

故答案為:(1)、     E=
(2)①探測衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)的軌道半徑是
②探測衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)的速度大小
③探測衛(wèi)星上的觀測儀器某一時(shí)刻能觀測到的地球表面赤道的最大弧長
點(diǎn)評:帶電粒子在電場中運(yùn)動問題,常常用動能定理求解電勢差.
探測衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動,關(guān)鍵是萬有引力提供向心力列出等式求解.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

在暗室的真空裝置中做如下實(shí)驗(yàn):在豎直放置的平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中,有一個(gè)能產(chǎn)生α、β、γ三種射線的放射源,從放射源射出的一束射線垂直于電場方向射入電場,如圖所示,在距射線源距離為H的高處,水平放置兩張疊放著的,涂藥面朝下的印像紙(比一般紙厚且堅(jiān)韌的涂有感光藥的紙),經(jīng)射線照射一段時(shí)間后把兩張印像紙顯影.
(1)上面的印像紙有幾個(gè)暗斑?各是什么射線的痕跡?
(2)下面的印像紙顯出一串三個(gè)暗斑,試估算中間暗斑與兩邊暗斑的距離之比?
(3)若在此空間再加上與電場方向垂直的勻強(qiáng)磁場,一次使α射線不偏轉(zhuǎn),一次使β射線不偏轉(zhuǎn),則兩次所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比是多少?(已知:ma=4u,mβ=
1
1840
u
,va=
C
10
,vβ=C)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2007?徐州三模)如圖,在空間中有一坐標(biāo)系xOy,其第一象限內(nèi)充滿著兩個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域I和II,直線OP是它們的邊界,區(qū)域I中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向外;區(qū)域II中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B,方向垂直紙面向內(nèi),邊界上的P點(diǎn)坐標(biāo)為(4L,3L).一質(zhì)量為m電荷量為q的帶正粒子從P點(diǎn)平行于y軸負(fù)方向射入?yún)^(qū)域I,經(jīng)過一段時(shí)間后,粒子恰好經(jīng)過原點(diǎn)O,忽略粒子重力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)的時(shí)間為多少?
(2)粒子的速度大小是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?廣州模擬)如圖所示,在空間存在這樣一個(gè)磁場區(qū)域:以MN為界,上部分的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,下部分的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,B1=2B2=2B0,方向均垂直紙面向里,且磁場區(qū)域足夠大.在距離界線為h的P點(diǎn)有一帶負(fù)電荷的離子處于靜止?fàn)顟B(tài),某時(shí)刻離子分解成為帶電粒子A和不帶電粒子B,粒子A質(zhì)量為m、帶電荷q,以平行于界線MN的初速度向右運(yùn)動,經(jīng)過界線MN時(shí)速度方向與界線成60°角,進(jìn)入下部分磁場.當(dāng)粒子B沿與界線平行的直線到達(dá)位置Q點(diǎn)時(shí),恰好又與粒子A相遇.不計(jì)粒子的重力.求:
(1)P、Q兩點(diǎn)間距離.
(2)粒子B的質(zhì)量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在空間中有一坐標(biāo)系oxy,其第一象限中充滿著兩個(gè)方向不同的勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ.直線OP是它們的邊界.區(qū)域Ⅰ中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B,方向垂直紙面向內(nèi),區(qū)域Ⅱ中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向外,邊界上的P點(diǎn)坐標(biāo)為(3L,3L).一質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子從P點(diǎn)平行于y軸正方向以速度v0=
2BqLm
射入?yún)^(qū)域Ⅰ,經(jīng)區(qū)域Ⅰ偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ(忽略粒子重力),求:
(1)粒子在Ⅰ和Ⅱ兩磁場中做圓周運(yùn)動的半徑之比;
(2)粒子在磁場中運(yùn)動的總時(shí)間及離開磁場的位置坐標(biāo).

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科目:高中物理 來源:101網(wǎng)校同步練習(xí) 高三物理 山東科學(xué)技術(shù)出版社 魯教版 題型:038

如圖所示,MN是一固定在水平地面上足夠長的絕緣平板(左側(cè)有擋板),整個(gè)空間有平行于平板向右、場強(qiáng)為E=2 N/C的勻強(qiáng)電場,在板上C點(diǎn)的左側(cè)有一個(gè)垂直于紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場,一個(gè)質(zhì)量為m=4×10-3 kg、帶負(fù)電的小物塊,帶電量q=10-7 C,從C點(diǎn)由靜止開始向左先做加速運(yùn)動再做勻速運(yùn)動.當(dāng)物體碰到左端擋板后被彈回、若在碰撞瞬間將電場改為豎直向下,大小不變,小物塊返回時(shí)在磁場中恰做勻速運(yùn)動,已知平板MC部分的長度為L=5 m,物塊與平板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,求:

(1)小物塊向左運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功W1

(2)小物塊與左端擋板碰撞過程損失的機(jī)械能ΔE

(3)小物塊從與左檔板碰后到最終靜止所用時(shí)間t

(4)整個(gè)過程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量Q

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同步練習(xí)冊答案