如圖所示,中心帶孔的平行板電容器水平放置,板長(zhǎng)L=0.4m,板間距離為d=0.6m,兩板間電壓U=6V,使板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)(電場(chǎng)只存在于兩板間).一帶電微粒在正對(duì)小孔上方距小孔h=0.8m高處由靜止釋放,經(jīng)t=0.55s從下極板小孔處穿出.(不計(jì)空氣阻力,g=10m/s2)求:
(1)微粒進(jìn)入上極板小孔時(shí)的速度及在兩極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(2)若在兩極板間再加一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其他條件不變,微粒仍從原來(lái)位置由靜止釋放,為使微粒從兩極板右側(cè)偏出,求所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向及大小應(yīng)滿(mǎn)足的條件.
(1)微粒進(jìn)入電場(chǎng)前做自由落體運(yùn)動(dòng).設(shè)進(jìn)入電場(chǎng)前速度為v,所用時(shí)間為t1,則h=
1
2
g
t21

v=gt1
設(shè)微粒在兩極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)間為△t,則△t=t-t1
代入數(shù)值后可得:
v=4m/s△t=0.15s
(2)未加磁場(chǎng)前,根據(jù)微粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間,可判定在進(jìn)入電場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng).
Eq=mg
式中E=
U
d

加磁場(chǎng)B后,微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若微粒恰好從上極板右邊緣偏出,則微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R1,則R1=
L
4

若微粒恰好從下極板右邊緣偏出,半徑為R2,則利用幾何關(guān)系得
R22
=d2+(R2-
L
2
)2

利用qvB=m
v2
R

代入數(shù)值后可解得:
4T≤B≤40T
根據(jù)未加磁場(chǎng)前微粒做勻速運(yùn)動(dòng)可判斷微粒帶負(fù)電,再利用左手定則可判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外.
答:(1)微粒進(jìn)入上極板小孔時(shí)的速度為4m/s,在兩極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為0.15s.
(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,大小范圍為4T≤B≤40T.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有傾角為θ的足夠光滑的絕緣斜面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向水平向外,電場(chǎng)強(qiáng)度E,方向豎直向上,有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小滑塊,靜止在斜面頂端時(shí)對(duì)斜面的正壓力恰好為零,如圖所示.

(1)如果迅速把電場(chǎng)方向轉(zhuǎn)為豎直向下,求小滑塊能在斜面上連續(xù)滑行的最遠(yuǎn)距離L和所用時(shí)間t.
(2)如果在距遠(yuǎn)處的C點(diǎn)放一個(gè)相同質(zhì)量但不帶電的小物體,當(dāng)滑塊從A點(diǎn)靜止下滑到C點(diǎn)時(shí),兩物體相碰并黏合在一起,則此黏合體在斜面上還能再滑行多少時(shí)間和距離?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

如圖所示,虛線框中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,它們相互正交或平行.有一個(gè)帶負(fù)電的小球從該復(fù)合場(chǎng)上方的某一高度處自由落下,那么,帶電小球可能沿直線通過(guò)下列的哪些復(fù)合場(chǎng)區(qū)域(  )
A.
“×”表示磁場(chǎng)
B.
虛線表示磁場(chǎng)
C.
“?”表示磁場(chǎng)
D.
虛線表示磁場(chǎng)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖,某空間存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向水平向右,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.場(chǎng)強(qiáng)E=10
3
N/C,磁感強(qiáng)度B=1T.現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m=2×10-6kg,帶電量q=+2×10-6C的液滴,沿圖中虛線做直線運(yùn)動(dòng).(g取10m/s2)求:
(1)判斷速度方向并求θ;
(2)求速度大。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,水平放置的兩塊帶電金屬板a、b平行正對(duì).極板長(zhǎng)度為l,板間距也為l,板間存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).假設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)只存在于兩板間的空間區(qū)域.一質(zhì)量為m的帶電荷量為q的粒子(不計(jì)重力及空氣阻力),以水平速度v0從兩極板的左端中間射入場(chǎng)區(qū),恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).求:
(1)金屬板a、b間電壓U的大小______
(2)若僅將勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,粒子將擊中上極板,求粒子運(yùn)動(dòng)到達(dá)上極板時(shí)的動(dòng)能大小______
(3)若撤去電場(chǎng),粒子能飛出場(chǎng)區(qū),求v0滿(mǎn)足的條件______
(4)若滿(mǎn)足(3)中條件,粒子在場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間______.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

光滑絕緣軌道ABP豎直放置,其軌道末端切線水平,在其右側(cè)有一正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域,電場(chǎng)豎直向上,磁場(chǎng)垂直紙面向里.一帶電小球從軌道上的A點(diǎn)由靜止滑下,經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后,恰好沿水平方向向做直線運(yùn)動(dòng).則可斷定( 。
A.小球帶負(fù)電
B.小球帶正電
C.若小球從B點(diǎn)由靜止滑下,進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后將立即向上偏
D.若小球從B點(diǎn)由靜止滑下,進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后將立即向下偏

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

在空間某一區(qū)域中存在勻強(qiáng)電場(chǎng),也存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),有一帶電粒子,以某一速度從不同方向射入到該區(qū)域中(不計(jì)帶電粒子受到的重力),則該帶電粒子在區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)情況可能是( 。
A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
C.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)D.做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,系在細(xì)線下端的回形針被磁鐵吸引,現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對(duì)回形針加熱,過(guò)一會(huì)兒發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了.對(duì)回形針失去磁性所作的解釋正確的是
A.回形針加熱后,內(nèi)部的磁疇消失了
B.回形針加熱后,內(nèi)部的磁疇反向了
C.回形針加熱后,內(nèi)部的磁疇排列整齊了
D.回形針加熱后,內(nèi)部的磁疇排列無(wú)序了

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

設(shè)想地磁場(chǎng)是由地球內(nèi)部的環(huán)形電流形成的,那么這一環(huán)形電流的方向應(yīng)該是
A.由東向西B.由西向東C.由南向北D.由北向南

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