【題目】如圖甲所示，空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場．勻強(qiáng)磁場分為Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)區(qū)域，其邊界為MN、PQ，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向如圖所示，Ⅰ區(qū)域高度為d，Ⅱ區(qū)域的高度足夠大．一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電的小球從磁場上方的O點(diǎn)由靜止開始下落，進(jìn)入電、磁復(fù)合場后，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．

圖甲 圖乙

(1)求電場強(qiáng)度E的大��；

(2)若帶電小球運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間后恰能回到O點(diǎn)，求帶電小球釋放時(shí)距MN的高度h；

(3)若帶電小球從距MN的高度為3h的O'點(diǎn)由靜止開始下落，為使帶電小球運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間后仍能回到O'點(diǎn)，需將磁場Ⅱ向下移動(dòng)一定距離（如圖乙所示），求磁場Ⅱ向下移動(dòng)的距離y及小球從O'點(diǎn)釋放到第一次回到O'點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間T。

【答案】（1） （2） （3）

【解析】（1）帶電小球進(jìn)入復(fù)合場后恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則電場力與重力平衡，得

（2+2分）

（2）只有小球從進(jìn)入磁場的位置離開磁場，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，才能恰好回到O點(diǎn)

（2+2+2=6分）

解得：（2分）

（3）當(dāng)帶電小球從距MN的高度為3 h的O'點(diǎn)由靜止開始下落時(shí)，應(yīng)有

（2+1分）

畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，如右圖所示，在中間勻速直線運(yùn)動(dòng)過程中，粒子的速度方向與豎直方向成30°角，根據(jù)幾何關(guān)系，可得

（2分）

粒子自由落體和豎直上拋的總時(shí)間

（1分）

粒子圓周運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間

（2分）

粒子勻速直線運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間

（1分）

一個(gè)來回的總時(shí)間

（1分）

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】三個(gè)電子從同一地點(diǎn)同時(shí)沿同一方向垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，出現(xiàn)如圖所示的軌跡，則可以判斷(　　)

A. 它們在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

B. A、B在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，C先飛離電場

C. C進(jìn)入電場時(shí)的速度最大，A最小

D. 電場力對C做功最小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)中使用的電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，他的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按圖甲安裝好實(shí)驗(yàn)器材；

②讓拖著紙帶的小車沿平板斜面開始向下運(yùn)動(dòng)，接通電源，重復(fù)幾次；

③選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，舍去開始比較密集的點(diǎn)跡，從便于測量的點(diǎn)開始，每兩個(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖乙中0、1、2、…、6點(diǎn)所示；

④測量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，分別記作s1、s2、s3、…、s6；

⑤通過測量和計(jì)算，判斷出小車沿平板斜面做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

（1）在上面甲圖中，圖中明顯存在的問題是_____________________；電源應(yīng)該接________電源（選填直流或交流）；實(shí)驗(yàn)操作過程中明顯的錯(cuò)誤是__________________。

（2）若實(shí)驗(yàn)裝置安裝和操作過程完全正確，利用該同學(xué)測量的數(shù)據(jù)可以得到小車的加速度，計(jì)算加速度得到的表達(dá)式是a＝_________________；

（3）若該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中用量角器還測出了平板斜面的傾角α，且已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g，則在以下物理量中，還能計(jì)算出________（填字母序號）。

A．小車的質(zhì)量 B．小車與平板斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ

C．小車到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)能 D．小車滑下過程中損失的機(jī)械能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】把一個(gè)小球套在光滑細(xì)桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子，小球沿桿在水平方向做簡諧運(yùn)動(dòng)，它圍繞平衡位置O在A、B間振動(dòng)，如圖所示，下列結(jié)論正確的是（ ）

A. 小球在O位置時(shí)，動(dòng)能最小，加速度最小

B. 小球A、B位置時(shí)，動(dòng)能最大，加速度最大

C. 小球從A經(jīng)O到B的過程中，回復(fù)力先做正功，后做負(fù)功

D. 小球從B到O的過程中，振動(dòng)的能量不斷減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩虛線之間的空間內(nèi)存在著正交或平行的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B，有一個(gè)帶正電的小球（電荷量+q，質(zhì)量為m）從正效或平行的電磁復(fù)合場上方的某一高度處自由落下，那么，帶電小球不可能沿直線通過下列的哪個(gè)電磁混合場（ ）

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予英國的安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究。它是目前世界上已知的強(qiáng)度最高的材料，為“太空電梯”纜線的制造提供可能。近日，日本大林建設(shè)公司公布了建造“太空電梯”計(jì)劃，希望到了2050年，人們不需要搭乘太空船，只要搭電梯就能夠圓太空夢。假設(shè)有一個(gè)從地面赤道上某處連向其正上方地球同步衛(wèi)星的“太空電梯”。關(guān)于“太空電梯”纜線上各處，下列說法正確的是

A.重力加速度相同 B.線速度相同

C.角速度相同 D.各質(zhì)點(diǎn)處于完全失重狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)測量阻值約為25kΩ的電阻Rx，現(xiàn)備有下列器材：

A．電流表（量程100μA，內(nèi)阻約為2kΩ）；

B．電流表（量程500μA，內(nèi)阻約為300Ω）；

C．電壓表（量程15V，內(nèi)阻約為100kΩ）；

D．電壓表（量程50V，內(nèi)阻約為500kΩ）；

E．直流電源（20V，允許最大電流1A）；

F．滑動(dòng)變阻器（最大阻值1kΩ，額定功率1W）；

G．電鍵和導(dǎo)線若干．

（1）電流表應(yīng)選 ，電壓表應(yīng)選 ．（填字母代號）

（2）為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并使測量誤差盡量減小，請你在圖1方框中給該同學(xué)設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并用筆畫線代替導(dǎo)線，連接圖2電路．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在y＞0的空間中存在勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y＜0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直xy平面（紙面）向外．一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過y軸上y=h處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過x軸上x=2h處的 P2點(diǎn)進(jìn)入磁場，并經(jīng)過y軸上y=-2h處的P3點(diǎn)．不計(jì)重力．求

（l）電場強(qiáng)度的大�。�

（2）粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向．

（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大�。�

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