在物理學(xué)上,常利用測(cè)定帶電粒子的受力情況來確定復(fù)合場中場強(qiáng)的大小和方向。如圖所示,在立方體區(qū)域內(nèi)存在待測(cè)定的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,在其左側(cè)分別是加速電場和速度選擇器,用于獲取特定速度的帶電粒子。裝置中,燈絲A接入電源后發(fā)出電子,P為中央帶小圓孔的豎直金屬板,在燈絲A和金屬板P之間接入電源甲,使電子加速;在間距為d的水平正對(duì)金屬板C、D間接入電源乙,在板間形成勻強(qiáng)電場。C、D間同時(shí)存在垂直紙面向外、大小為 B0的勻強(qiáng)磁場(左右寬度與兩板相同),F(xiàn)將電源甲、乙的輸出電壓分別調(diào)到U1、U2,使電子沿直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)入待測(cè)區(qū)域,如圖中虛線所示。電子質(zhì)量為m、電量為e,重力不計(jì),從燈絲出來的電子初速不計(jì),整個(gè)裝置置于真空室內(nèi)。

(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將電源甲、乙接人裝置,以滿足題中要求;
(2)求電子從P板出來的速度v0及U1、U2。滿足的關(guān)系式;
(3)調(diào)節(jié)U1、U2使電子以不同的速度大小沿+X軸進(jìn)入待測(cè)區(qū)域,測(cè)得電子剛連入時(shí)受力大小均為F,由此,你能推測(cè)出待測(cè)區(qū)域中電場或磁場的什么信息?
(4)保持電子進(jìn)入待測(cè)區(qū)域的速度大小仍為V0,轉(zhuǎn)動(dòng)待測(cè)區(qū)域(轉(zhuǎn)動(dòng)中電場、磁場相對(duì)坐標(biāo)軸的方向不變),使電子沿Y軸或Z軸方向射入。測(cè)得電子剛射入時(shí)受力大小如下表所示,根據(jù)表中信息又能推測(cè)出待測(cè)區(qū)域中電場或磁場的什么信息?
(1)電路圖見解析;(2)(3)電場強(qiáng)度大小(方向不能確定)(4)見解析。

試題分析:
(1)電路連接圖:

(2)①,可得
②,由①②可得:
(3)因電子沿+x軸方向以不同速度射入,受力大小均為F,故磁場方向與x軸平行,力F就是電場力,電場強(qiáng)度大小(方向不能確定)
(4)①因軸,軸,故洛倫茲力軸;又因?yàn)殡娮友亍纘軸射入時(shí)受力均為,說明洛倫茲力與電場力垂直,所以電場強(qiáng)度方向平行于xoy平面;
,得
所以
②因軸,軸,故洛倫茲力軸;又平面,故F與F均在XOY平面內(nèi),設(shè)F與F之間的夾角為θ,則其大小滿足
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

人用繩子通過定滑輪拉物體A,A穿在光滑的豎直桿上,當(dāng)人以速度 v豎直向下勻速拉繩使質(zhì)量為m的物體A到達(dá)如圖所示位置時(shí),此時(shí)繩與豎直桿的夾角為θ,則物體A的動(dòng)能為(     )
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(16分)如圖所示,豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道下端與水平桌面相切,小滑塊A和B分別靜止在圓弧軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),F(xiàn)將A無初速度釋放,A與B碰撞后結(jié)合為一個(gè)整體,并沿桌面滑動(dòng)。已知圓弧軌道光滑,半徑R=0.2m,A與B的質(zhì)量相等,A與B整體與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2。取重力加速度g=10m/s2,求:

(1)碰撞前瞬間A的速率v。
(2)碰撞后瞬間A與B整體的速度。
(3)A與B整體在桌面上滑動(dòng)的距離L。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,分別沿傾角不同的斜面由靜止向上拉同一個(gè)物體,物體與各斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,拉力方向與各斜面均保持平行,物體沿不同斜面作勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小均相同,上升的豎直高度也相同.在此過程中
A.無論沿什么斜面拉,克服摩擦力做的功相同
B.無論沿什么斜面拉,合外力做的功均相同
C.沿傾角較大的斜面拉,克服重力做的功較多
D.沿傾角較小的斜面拉,拉力做的功較多

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)有可視為質(zhì)點(diǎn)的木塊由A點(diǎn)以一定的初速度為4m/s水平向右運(yùn)動(dòng),AB的長度為2m,物體和AB間動(dòng)摩擦因素為μ1=0.1,BC無限長,物體和BC間動(dòng)摩擦因素為μ2=, 求:

(1)物體第一次到達(dá)B點(diǎn)的速度
(2)通過計(jì)算說明最后停在水平面上的位置

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖甲所示,水平加速電場的加速電壓為U0,在它的右側(cè)有由水平正對(duì)放置的平行金屬板a、b構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場,已知偏轉(zhuǎn)電場的板長L="0.10" m,板間距離d=5.0×10-2m,兩板間接有如圖15乙所示的隨時(shí)間變化的電壓U,且a板電勢(shì)高于b板電勢(shì)。在金屬板右側(cè)存在有界的勻強(qiáng)磁場,磁場的左邊界為與金屬板右側(cè)重合的豎直平面MN,MN右側(cè)的磁場范圍足夠大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5.0×10-3T,方向與偏轉(zhuǎn)電場正交向里(垂直紙面向里)。質(zhì)量和電荷量都相同的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電壓U0=50V的加速電場后,連續(xù)沿兩金屬板間的中線OO′方向射入偏轉(zhuǎn)電場中,中線OO′與磁場邊界MN垂直。已知帶電粒子的比荷=1.0×108C/kg,不計(jì)粒子所受的重力和粒子間的相互作用力,忽略偏轉(zhuǎn)電場兩板間電場的邊緣效應(yīng),在每個(gè)粒子通過偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi),偏轉(zhuǎn)電場可視作恒定不變。
(1)求t=0時(shí)刻射入偏轉(zhuǎn)電場的粒子在磁場邊界上的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)間的距離;
(2)求粒子進(jìn)入磁場時(shí)的最大速度;
(3)對(duì)于所有進(jìn)入磁場中的粒子,如果要增大粒子在磁場邊界上的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)間的距離,應(yīng)該采取哪些措施?試從理論上推理說明。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分)如圖所示,質(zhì)量為m1=0.01Kg的子彈A,垂直紙筒的旋轉(zhuǎn)軸穿過高速旋轉(zhuǎn)的紙筒B且只在B上留下一個(gè)彈孔,子彈穿過B后打入質(zhì)量為m2=0.99Kg的木塊C中,并在C里面(A、C可視為質(zhì)點(diǎn))。木塊C放在長木板D的左端,D的質(zhì)量m3=3kg,長度為L1=0.375m。長木板剛在光滑的水平桌面上,水平桌面的右端有一很薄的與D等高的固定擋板E,D的右端到E距離L2=0.125m,D碰到即被粘牢,C則離開D飛到桌面下方的水平地面上。已知紙筒直徑d=30cm,紙筒勻速旋轉(zhuǎn)的角速度,C與D之間的動(dòng)摩擦因素,木板D的上表面距離地面高H=5m,子彈穿過紙筒的過程中所受的摩擦力和空氣阻力忽略不計(jì),取g=10m/s2。求:
(1)若發(fā)生子彈的槍有兩個(gè)檔位,可以發(fā)射兩種初速度不同的子彈,為了讓子彈穿過紙筒的時(shí)間盡可能短,子彈兩個(gè)檔位的速度大小分別是多少?
(2)在(1)問中,討論子彈打入C后,整體能否與D達(dá)到共同速度,并求出AC整體能與D達(dá)到共速情況下AC整體落到地面上距桌邊的距離。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

子彈的速度為v,打穿一塊固定的木塊后速度剛好變?yōu)榱。若木塊對(duì)子彈的阻力為恒力,那么當(dāng)子彈射入木塊的深度為其厚度的三分之一時(shí),子彈的速度是(  )
A.vB.v C.v D.v

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(20分)
如圖1所示,木板A靜止在光滑水平面上,一小滑塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一水平初速度從木板的左端沖上木板。

(1)若木板A的質(zhì)量為M,滑塊B的質(zhì)量為m,初速度為v0,且滑塊B沒有從木板A的右端滑出,求木板A最終的速度v。
(2)若滑塊B以v1=3.0m/s的初速度沖上木板A,木板A最終速度的大小為v=1.5m/s;若滑塊B以初速度v2=7.5m/s沖上木板A,木板A最終速度的大小也為v=1.5m/s。已知滑塊B與木板A間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,g取10m/s2。求木板A的長度L。
(3)若改變滑塊B沖上木板A的初速度v0,木板A最終速度v的大小將隨之變化。請(qǐng)你在圖2中定性畫出v-v0圖線。

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