【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xoy,其第一、三象限內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場,第四象限內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小均相等但未知。若在第三象限加上垂直xoy平面的磁場,可使質(zhì)量為m、帶電量為+q的油滴以初速度v0沿直線AO運(yùn)動(dòng),直線AOy軸負(fù)半軸的夾角為45°,重力加速度為g,求:

1)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)大小及第三象限所加磁場的方向;

2)油滴第一次經(jīng)過x軸正半軸時(shí)與原點(diǎn)O的距離;

3)若在第四象限加上垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,可使油滴經(jīng)一次偏轉(zhuǎn)回到第三象限,求所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍。(答案可保留根號(hào))

【答案】(1) , 磁場方向垂直紙面向里(2) (3)

【解析】

(1)受力分析由平衡條件可求得場強(qiáng),根據(jù)左手定則可判斷磁場方向;(2)進(jìn)入第一象限,豎直方向受重力,做豎直上拋運(yùn)動(dòng),水平方向受電場力,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求解;(3)在第四象限,加磁場后油滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng),畫出臨界情況的示意圖,由牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、幾何關(guān)系可求解最大磁感應(yīng)強(qiáng)度.

(1)油滴受力如圖所示,則有:

解得:

由左手定則知:磁場方向垂直紙面向里

(2)進(jìn)入第一象限,豎直方向受重力,再次回到x軸的時(shí)間:

水平方向受電場力,做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

由牛頓第二定律得:qE=max

水平位移:

解得:

(3)在第四象限,qE=mg,加磁場后油滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng),油滴向左下側(cè)偏轉(zhuǎn),臨界情況如圖所示:

合速度大小為:

設(shè)速度與x軸正方向的夾角為θ,則有:

由幾何關(guān)系得:R+Rsinθ=x

得:

又:

得:

即所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍為:

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】某同學(xué)測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,現(xiàn)有待測電池、電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)、滑動(dòng)變阻器(阻值0~10Ω,額定電流2A)、開關(guān)各一個(gè)、導(dǎo)線若干。為了防止實(shí)驗(yàn)測量時(shí)數(shù)據(jù)過密(即要求電壓變化范圍相對(duì)大一些),另外還配有一個(gè)定值電阻R0(阻值為、額定功率為5W)。

(1)請(qǐng)按照?qǐng)D甲設(shè)計(jì)的電路圖用筆畫線將圖乙實(shí)物電路圖補(bǔ)充完整______。

(2)該同學(xué)按照要求連接好電路并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖13所示的UI圖像,則電源的電動(dòng)勢(shì)E______V,電源內(nèi)阻r_____Ω。

3在上述實(shí)驗(yàn)過程中存在系統(tǒng)誤差。在圖所繪圖像中,虛線代表沒有誤差情況下,電壓表兩端電壓的真實(shí)值與通過電源電流真實(shí)值關(guān)系的圖像,實(shí)線是根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪出的圖像,則圖14中能正確表示二者關(guān)系的是______(選填選項(xiàng)下面的字母)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示電路中,定值電阻R1,R2,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω,輸入的電流I11A,I22A.檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)a點(diǎn)電勢(shì)為0,b點(diǎn)電勢(shì)為4V,則下列說法正確的是( 。

A. 流過電流表的電流為1A,方向向右

B. 滑動(dòng)變阻器的滑片置于中間位置時(shí),圖示部分的等效電阻為Ω

C. 向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)接入電路中的電阻變小

D. 改變滑動(dòng)變阻器的滑片的位置,不影響通過電阻R2的電流

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑絕緣水平軌道上有三點(diǎn)A、BC,AC兩點(diǎn)關(guān)于B點(diǎn)對(duì)稱。在B點(diǎn)正上方h高度處的P點(diǎn)固定一個(gè)帶電量為+Q的點(diǎn)電荷,P、A、C三點(diǎn)間距離相等。如果取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場在A點(diǎn)的電勢(shì)為φ.現(xiàn)在A點(diǎn)置一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊并給其一個(gè)初速度v0,物塊沿軌道向右運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度大小為v,物塊所帶正電荷的電荷量為q且運(yùn)動(dòng)過程中電荷量不變,k為靜電力常量,下列說法正確的是( 。

A. 物塊在C點(diǎn)的電勢(shì)能為

B. 點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場在A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為

C. 物塊在B點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力大小為

D. 點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場在B點(diǎn)的電勢(shì)為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量m1=1kg的木板靜止在傾角為θ=30°足夠長的、固定的光滑斜面上,木板下端上表而與半徑R=m的固定的光滑圓弧軌道相切圓弧軌道最高點(diǎn)B與圓心O等高.一質(zhì)量m2=2kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊以v0=15m/s的初速度從長木板頂端沿木板滑下已知滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)u=,木板每次撞擊圓弧軌道時(shí)都會(huì)立即停下而不反彈,最終滑未從木板上端滑出,取重力加速度g=10m/s2.

(1)滑塊離開圓弧軌道B點(diǎn)后上升的最大高度;

(2)木板的最小長度;

(3)木板與圓弧軌道第二次碰撞時(shí)損失的機(jī)械能。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】智能手機(jī)的普及使“低頭族”應(yīng)運(yùn)而生。低頭時(shí),頸椎受到的壓力會(huì)增大(當(dāng)人體直立時(shí),頸椎所承受的壓力等于頭部的重量),F(xiàn)將人體頭頸部簡化為如圖所示的模型:重心在頭部的P點(diǎn),在可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的頸椎OP(輕桿)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下處于靜止。當(dāng)?shù)皖^時(shí),若頸椎與豎直方向的夾角為45°,PQ與豎直方向的夾角為53°,此時(shí)頸椎受到的壓力與直立時(shí)頸椎受到壓力的比值為(sin53°=0.8,cos53°=0.6)

A. 4B. 5C. 5D. 4

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,斜面上從A點(diǎn)水平拋出的小球落在B點(diǎn),球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小為v,方向與斜面夾角為α,F(xiàn)將小球從圖中斜面上C點(diǎn)拋出,恰能水平擊中A點(diǎn),球在C點(diǎn)拋出時(shí)的速度大小為v1方向與斜面夾角為β。則

A. β =α,v1v

B. β =αv1=v

C. βα,v1v

D. βα,v1v

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直放置的U形管左端封閉,右端開口,左、右兩管的橫截面積均為2cm2,在左管內(nèi)用水銀封閉一段長為20cm、溫度為27℃的空氣柱(可看成理想氣體),左右兩管水銀面高度差為15cm,外界大氣壓為75cmHg。

①若向右管中緩慢注入水銀,直至兩管水銀面相平,求在右管中注入水銀的體積V(cm3為單位);

②在兩管水銀面相平后,緩慢升高氣體的溫度,直至封閉空氣柱的長度為開始時(shí)的長度,求此時(shí)空氣柱的溫度T。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)要把一個(gè)量程為300μA,內(nèi)阻約為100Ω的直流電流計(jì)G,改裝成量程范圍是0~3V的直流電壓表。

1)按如圖1所示電路,用半偏法測定電流計(jì)G的內(nèi)電阻Rg。電源電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻不計(jì)。在以下器材中,可變電阻R1應(yīng)選用______;可變電阻R2應(yīng)選用______。(選填器材前的字母)

A.電阻箱(0~999.9Ω

B.滑動(dòng)變阻器(0~200Ω

C.電位器(一種可變電阻,與滑動(dòng)變阻器相當(dāng),0~47kΩ

2)該同學(xué)在開關(guān)斷開情況下,檢查電路連接無誤。

a.后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次是_________,最后記錄R2的阻值并整理好器材。(請(qǐng)按合理的實(shí)驗(yàn)順序,選填下列步驟前的字母)

A.將R1的阻值調(diào)至最大

B.閉合K2調(diào)節(jié)R2的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半

C.閉合K1調(diào)節(jié)R1的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度

b.若實(shí)驗(yàn)記錄R2的阻值為112.0Ω,則可測得電流計(jì)G的內(nèi)阻Rg=_________Ω。

3)測得電流計(jì)G的內(nèi)阻后,要將其改裝成量程為3V的電壓表,應(yīng)將其_____聯(lián)(選填)一個(gè)電阻R3R3=_______Ω。

4)按照上述方法將電流計(jì)G與電阻R3改裝成一電壓表后,用比改裝電壓表分度值更小的標(biāo)準(zhǔn)電壓表V0進(jìn)行校準(zhǔn)。

a.請(qǐng)你完成方框圖2中的校準(zhǔn)電路圖__________;

b.利用校準(zhǔn)電路,該同學(xué)將量程中的各個(gè)刻度都校準(zhǔn)一遍,可得到30Ux(改裝電壓表讀數(shù))、ΔUx(改裝電壓表讀數(shù)Ux與標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)U的差值,即ΔUx = Ux -U)。以Ux為橫坐標(biāo),ΔUx為縱坐標(biāo),將相鄰兩點(diǎn)用直線連接,做出呈折線狀的曲線,如圖3所示,這條曲線我們稱為校準(zhǔn)曲線。當(dāng)使用這塊表測量時(shí),就可以根據(jù)校準(zhǔn)曲線對(duì)各數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn),從而獲得更高的精度。若改裝電壓表測量結(jié)果為2.50V時(shí),電壓更精確的值應(yīng)為_______V。

5)在校準(zhǔn)電壓表時(shí),該同學(xué)利用了并聯(lián)電路各支路兩端電壓總相等的電路特點(diǎn)。實(shí)際上,在恒定電流電路內(nèi),各處的電荷分布是穩(wěn)定的,穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生了一種恒定電場,這種恒定電場與靜電場的性質(zhì)基本相同,這成為我們認(rèn)識(shí)電路問題的基礎(chǔ)。請(qǐng)判斷并聯(lián)電路各支路兩端電壓總相等這一電路特點(diǎn),是下列選項(xiàng)中哪一個(gè)說法的對(duì)應(yīng)表現(xiàn)______。(填寫選項(xiàng)前的字母)

A.電荷在電場中受到力的作用 B.勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度處處相等

C.電場力做功與路徑無關(guān) D.沿電場線方向電勢(shì)逐漸降低

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