【題目】如圖所示,圖面內(nèi)有豎直線DD′,過DD′且垂直于圖面的平面將空間分成ⅠⅡ兩區(qū)域。區(qū)域Ⅰ有方向豎直向上的勻強電場和方向垂直于圖面的勻強磁場B(圖中未畫出);區(qū)域Ⅱ有固定在水平地面上高h=2l、傾角α 的光滑絕緣斜面,斜面頂端與直線DD′距離s=4l,區(qū)域Ⅱ可加豎直方向的大小不同的勻強電場(圖中未畫出);C點在DD′上,距地面高H=3l。零時刻,質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球PK點具有大小 、方向與水平面夾角θ 的速度,在區(qū)域Ⅰ內(nèi)做半徑的勻速圓周運動,經(jīng)C點水平進入?yún)^(qū)域Ⅱ。某時刻,不帶電的絕緣小球A由斜面頂端靜止釋放,在某處與剛運動到斜面的小球P相遇。小球視為質(zhì)點,不計空氣阻力及小球P所帶電量對空間電磁場的影響。l已知,g為重力加速度。

(1)求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大;

(2)若小球A、P在斜面底端相遇,求釋放小球A的時刻tA;

(3)若小球AP在時刻t=β為常數(shù))相遇于斜面某處,求此情況下區(qū)域Ⅱ的勻強電場的場強E,并討論場強E的極大值和極小值及相應(yīng)的方向。

【答案】(1) (2) (3)0, 豎直向上

【解析】

試題(1)由題知,小球P在區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運動,有

代入數(shù)據(jù)解得

2)小球P在區(qū)域做勻速圓周運動轉(zhuǎn)過的圓心角為θ,運動到C點的時刻為tC,到達斜面低端時刻為t1,有

小球A釋放后沿斜面運動加速度為aA,與小球P在時刻t1相遇于斜面底端,有

聯(lián)立以上方程可得

3)設(shè)所求電場方向向下,在t'A時刻釋放小球A,小球P在區(qū)域運動加速度為aP,有

聯(lián)立相關(guān)方程解得

對小球P的所有運動情形討論可得

由此可得場強極小值為;場強極大值為,方向豎直向上。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,矩形線圈是閉合的,在外力作用下,勻速向右通過寬為d(大于線圈邊長)的勻強磁場時,設(shè)穿過線圈的磁通量為Φ,感應(yīng)電流為I,線圈所受磁場力為F,通過線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量為q,則描述此過程中以上各物理量的變化的圖像如選項圖所示,其中正確的是(  )

A. B.

C. D.

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【題目】一同學(xué)在研究小車的加速度與外力關(guān)系的探究實驗中,使用了光電門他將光電門固定在氣墊軌道上的某點B,用不同的力拉小車,但每次小車從同一位置A由靜止釋放,測出對應(yīng)不同外力時小車上遮光板寬度L很小通過光電門的時間然后經(jīng)過數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)小車所受拉力F反比于,于是他就得出物體的加速度正比于外力的結(jié)論試簡要說明該同學(xué)的推理過程.

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【題目】已知一汽車在平直公路上運動,它的位移一時間圖象如圖(甲)所示.

(1)根據(jù)圖象在圖(乙)所示的位置坐標(biāo)軸上標(biāo)出AB、C、DE各點代表的汽車的位置

(2)求出下列各段時間內(nèi)汽車的路程和位移大小

①第1h內(nèi) ②前6h內(nèi)③前7h內(nèi)④前8h內(nèi).

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【題目】F作用在原來靜止的質(zhì)量為m的物體上經(jīng)過時間t,物體的位移為x,則(。

A. 相同的力在相同時間內(nèi)使質(zhì)量為nm的物體移動x/n的距離

B. 相同的力在nt時間內(nèi)使質(zhì)量為nm的物體移動nx的距離

C. nF的力在時間nt內(nèi)使質(zhì)量為nm的物體移動nx的距離

D. nF的力在時間t內(nèi)使質(zhì)量為nm的物體移動x的距離

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【題目】如圖所示,面積為s=0.02m2、內(nèi)阻不計的n=100匝矩形線圈ABCD,繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動的角速度為w=100rad/s,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B=T。矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連,觸頭P可移動,副線圈所接電阻R=50Ω,電表均為理想交流電表。當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時開始計時。求:

(1)線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式;

(2)當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為2:1時,求電阻R上消耗的功率。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】豎直放置的平行金屬板A、B連接一恒定電壓,兩個電荷MN以相同的速率分別從極板A邊緣和兩板中間沿豎直方向進入板間電場,恰好從極板B邊緣射出電場,如圖所示,不考慮電荷的重力和它們之間的相互作用,下列說法正確的是( )

A. 兩電荷的電荷量可能相等

B. 兩電荷在電場中運動的時間相等

C. 兩電荷在電場中運動的加速度相等

D. 兩電荷離開電場時的動能相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】從電子槍射出初速度不計的電子束,如圖所示,經(jīng)電壓U1=180V的加速電場加速后,從正中間平行進入金屬板YY′,電子束穿過兩板后最終垂直打在熒光屏上的O點.若現(xiàn)在用一輸出電壓為U2=160V的穩(wěn)壓電源與金屬板YY′連接,在YY′間產(chǎn)生勻強電場,使得電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn).若取電子質(zhì)量為m=9×1031kg,帶電量e=1.60×1019C,YY′兩板間距d=9.0cm,板長l=9.0cm,板的末端到熒光屏的距離L=13.5cm.整個裝置處于真空中,不考慮重力的影響,試回答以下問題:

(1)電子束射入金屬板YY′時速度v0;

(2)加上電壓U2后電子束打到熒光屏上的位置到O點的距離y ′;

(3)如果兩金屬板YY′間的距離d可以隨意調(diào)節(jié)(保證電子束仍從兩板正中間射入),其他條件都不變,試求電子束打到熒光屏上的位置到O點距離的取值范圍.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點O,乙分子位于x軸上,甲分子對乙分子的作用力與兩分子間的距離的關(guān)系如圖中曲線所示.F>0為斥力,F<0為引力.a、b、c、dx軸上四個特定的位置.現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放,則( 。

A. 乙分子由ab做加速運動,由bc做減速運動

B. 乙分子由ad的運動過程中,加速度先減小后增大

C. 乙分子由ab的過程中,兩分子間的分子勢能一直減小

D. 乙分子由bd的過程中,兩分子間的分子勢能一直增大

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