如圖所示,直線MN的下方有豎直向下的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E=700V/m。在電場區(qū)域內(nèi)有一個平行于MN的擋板PQ;MN的上方有一個半徑為R=0.866m的圓形彈性圍欄,在圍欄區(qū)域內(nèi)有圖示方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1.4T。圍欄最低點(diǎn)一個小洞b,在b點(diǎn)正下方的電場區(qū)域內(nèi)有一點(diǎn)a,a點(diǎn)到MN的距離d1=45cm,到PQ距離d2=5cm,F(xiàn)將一個質(zhì)量為m=0.1g ,帶電量q=2×10-3C的帶正電小球(重力不計),從a點(diǎn)由靜止釋放,在電場力作用下向下運(yùn)動與擋板PQ相碰后電量減少到碰前的0.8倍,且碰撞前后瞬間小球的動能不變,不計小球運(yùn)動過程中的空氣阻力以及小球與圍欄碰撞時的能量損失,試求:(已知,)
⑴求出小球第一次與擋板PQ相碰后向上運(yùn)動的距離;
⑵小球第一次從小洞b進(jìn)入圍欄時的速度大。
⑶小球從第一次進(jìn)入圍欄到離開圍欄經(jīng)歷的時間。
解析:
⑴設(shè)小球第一次與擋板相碰后向上運(yùn)動距離為x1,則
qEd2 =0.8qEx1 (2分)
x1=1.25d2=6.25(cm) (2分)
⑵設(shè)第n次與擋板PQ相碰后向上運(yùn)動距離為xn,則:
(2分)
要使小球能進(jìn)入圍欄,應(yīng)有:
xn>d1+d2
綜上:
所以:當(dāng)小球與擋板碰撞11次后,小球?qū)⒌谝淮芜M(jìn)入圍欄內(nèi) (2分)
設(shè)進(jìn)入速度大小為v,則應(yīng)有:
(2分)
解得:v=14(m/s) (1分)
⑶小球進(jìn)入圓形圍欄后,在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動,如圖所示
所以軌道半徑 (m) (2分)
運(yùn)動周期 (s)
圖中 所以 θ=30° (2分)
即,當(dāng)小球每轉(zhuǎn)過120°圓周就與圍欄碰撞一次,最終經(jīng)過5次碰撞,從小洞b離開圍欄區(qū),故在圍欄內(nèi)運(yùn)動時間為:
(s) (1分)
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科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:
(16分)如圖所示,直線MN的下方有豎直向下的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E=700V/m。在電場區(qū)域內(nèi)有一個平行于MN的擋板PQ;MN的上方有一個半徑為R=0.866m的圓形彈性圍欄,在圍欄區(qū)域內(nèi)有圖示方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1.4T。圍欄最低點(diǎn)一個小洞b,在b點(diǎn)正下方的電場區(qū)域內(nèi)有一點(diǎn)a,a點(diǎn)到MN的距離d1=45cm,到PQ距離d2=5cm,F(xiàn)將一個質(zhì)量為m=0.1g ,帶電量q=2×10-3C的帶正電小球(重力不計),從a點(diǎn)由靜止釋放,在電場力作用下向下運(yùn)動與擋板PQ相碰后電量減少到碰前的0.8倍,且碰撞前后瞬間小球的動能不變,不計小球運(yùn)動過程中的空氣阻力以及小球與圍欄碰撞時的能量損失,試求:(已知,)
⑴求出小球第一次與擋板PQ相碰后向上運(yùn)動的距離;
⑵小球第一次從小洞b進(jìn)入圍欄時的速度大;
⑶小球從第一次進(jìn)入圍欄到離開圍欄經(jīng)歷的時間。
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科目:高中物理 來源:2011年江蘇省宿遷市高考物理模擬試卷(解析版) 題型:解答題
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科目:高中物理 來源:2011年江蘇省宿遷市泗陽縣致遠(yuǎn)中學(xué)高考物理模擬試卷(二)(解析版) 題型:解答題
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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年江蘇省高三3月月考物理試卷(解析版) 題型:計算題
如圖所示,直線MN的下方有豎直向下的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E=700V/m。在電場區(qū)域內(nèi)有一個平行于MN的擋板PQ;MN的上方有一個半徑為R=m的圓形彈性圍欄,在圍欄區(qū)域內(nèi)有圖示方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=16.3T。圍欄最低點(diǎn)一個小洞b,在b點(diǎn)正下方的電場區(qū)域內(nèi)有一點(diǎn)a,a點(diǎn)到MN的距離d1=45cm,到PQ距離d2=5cm。現(xiàn)將一個質(zhì)量為m="0.1g" ,帶電量q=2×10-3C的帶正電小球(重力不計),從a點(diǎn)由靜止釋放,在電場力作用下向下運(yùn)動與擋板PQ相碰后電量減少到碰前的0.8倍,且碰撞前后瞬間小球的動能不變,不計空氣阻力以及小球與圍欄碰撞時的能量損失,試求:(已知,)
(1)小球第一次與擋板PQ相碰后向上運(yùn)動的距離;
(2)小球第一次從小洞b進(jìn)入圍欄時的速度大小;
(3)小球從第一次進(jìn)入圍欄到離開圍欄經(jīng)歷的時間。
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