.2008年9月25日中國(guó)“神舟七號(hào)”宇宙飛船順利升空,9月27日,中國(guó)宇航員首次實(shí)現(xiàn)太空出艙.下一步我國(guó)將于2015年發(fā)射空間站,設(shè)該空間站體積很大,宇航員可以在里面進(jìn)行多項(xiàng)體育活動(dòng),一宇航員在站內(nèi)玩壘球(萬有引力可以忽略不計(jì)),上半側(cè)為勻強(qiáng)電場(chǎng),下半側(cè)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),中間為分界面,電場(chǎng)與分界面垂直,磁場(chǎng)垂直紙面向里,電場(chǎng)強(qiáng)度為E=100V/m,宇航員位于電場(chǎng)一側(cè)距分界面為h=3m的P點(diǎn),PO垂直于分界面,D位于O點(diǎn)右側(cè),壘球質(zhì)量為m=0.1kg,帶電量為q=-0.05C,該宇航員從P點(diǎn)以初速度v0=10m/s平行于界面投出壘球,要使壘球第一次通過界面就擊中D點(diǎn),且能回到P點(diǎn).求:

(1)OD之間的距離d.
(2)壘球從拋出第一次回到P點(diǎn)的時(shí)間t.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
 (1)3.46m (2)1.53s
(1)設(shè)壘球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度為a,時(shí)間為t1,有:

qE=ma
h=at
d=v0t1
代入數(shù)據(jù)得:a=50m/s2,t1=s,
d=2m=3.46m
(2)壘球進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與分界面夾角為θ
tanθ==
θ=60°
進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為
v==20m/s
設(shè)壘球在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R
由幾何關(guān)系得:
R==4m
又由R=,得B==10T
球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:
t2=T
T=,故t2=s
運(yùn)動(dòng)總時(shí)間為:
t=2t1+t2=1.53s
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:計(jì)算題

如圖(甲)所示,在直角坐標(biāo)系0≤x≤L區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),右側(cè)有一個(gè)以點(diǎn)(3L,0)為圓心、半徑為L(zhǎng)的圓形區(qū)域,圓形區(qū)域與x軸的交點(diǎn)分別為M、N,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為e的電子,從y軸上的A點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向射入電場(chǎng),飛出電場(chǎng)后從M點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域,速度方向與x軸夾角為30°。此時(shí)在圓形區(qū)域加如圖(乙)所示周期性變化的磁場(chǎng),以垂直于紙面向外為磁場(chǎng)正方向),最后電子運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從N點(diǎn)飛出,速度方向與進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向相同(與x軸夾角也為30°)。求:

⑴ 電子進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大;
⑵ 0≤x≤L區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小;
⑶ 寫出圓形磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小、磁場(chǎng)變化周期T各應(yīng)滿足的表達(dá)式。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在一均勻磁場(chǎng)中有一U形導(dǎo)線框abcd,線框處于水平面內(nèi),磁場(chǎng)與線框平面垂直,R為一電阻,ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿,它可在ab、cd上無摩擦地滑動(dòng).桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計(jì).開始時(shí),給ef一個(gè)向右的初速度,則(  )
A.ef將減速向右運(yùn)動(dòng),但不是勻減速, 最后停止
B.ef將勻減速向右運(yùn)動(dòng),最后停止
C.ef將勻速向右運(yùn)動(dòng)
D.ef將往返運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,帶電平行金屬板相互正對(duì)水平放置,兩板間存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電液滴a沿垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng),在它正前方有一個(gè)靜止在小絕緣支架上不帶電的液滴b。帶電液滴a與液滴b發(fā)生正碰,在極短的時(shí)間內(nèi)復(fù)合在一起形成帶電液滴c,若不計(jì)支架對(duì)液滴c沿水平方向的作用力,則液滴離開支架后  (       )
A.液滴一定帶正電B.一定做直線運(yùn)動(dòng)
C.一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)有一個(gè)正方體形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,它的截面為邊長(zhǎng)L=0.20m的正方形,其電場(chǎng)強(qiáng)度為,磁感應(yīng)強(qiáng)度,磁場(chǎng)方向水平且垂直紙面向里,當(dāng)一束質(zhì)荷比為的正離子流(其重力和離子間相互作用不計(jì))以一定的速度從電磁場(chǎng)的正方體區(qū)域的左側(cè)邊界中點(diǎn)射入,如圖所示。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(1)要使離子流穿過電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域而不發(fā)生偏轉(zhuǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度的方向如何?離子流的速度多大?
(2)在上一問的情況下,在離電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域右邊界D=0.40m處有與邊界平行的平直熒光屏。若只撤去電場(chǎng),離子流擊中屏上a點(diǎn);若只撤去磁場(chǎng),離子流擊中屏上b點(diǎn)。求ab間距離。(ab兩點(diǎn)圖中未畫出)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

.(6分)如圖(甲)所示,一帶電粒子以水平速度v0先后進(jìn)入方向互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,已知電場(chǎng)方向豎直向下,兩個(gè)區(qū)域的寬度相同且緊鄰在一起,在帶電粒子穿過電場(chǎng)和磁場(chǎng)的過程中(其所受重力忽略不計(jì)),電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)粒子所做的功為W1;若把電場(chǎng)和磁場(chǎng)正交重疊,如圖(乙)所示,粒子仍以初速度v0穿過重疊場(chǎng)區(qū),在帶電粒子穿過電場(chǎng)和磁場(chǎng)的過程中,電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)粒子所做的總功為W2,比較W1和W2,則W1________W2(填“>”、“<”或“等于”).

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,空間存在著由勻強(qiáng)磁場(chǎng)B和勻強(qiáng)電場(chǎng)E組成的正交電磁場(chǎng),電場(chǎng)方向水平向左,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.有一帶負(fù)電荷的小球P,從正交電磁場(chǎng)上方的某處自由落下,那么帶電小球在通過正交電磁場(chǎng)時(shí):(  。
A.一定作曲線運(yùn)動(dòng)B.不可能作曲線運(yùn)動(dòng)
C.可能作勻速直線運(yùn)動(dòng)D.可能作勻加速直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

2011年9月29日,中國(guó)首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號(hào)”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。宇航員可以在“天宮一號(hào)”中進(jìn)行生活甚至進(jìn)行多項(xiàng)體育活動(dòng)。假設(shè)一名宇航員在空間站內(nèi)打壘球,但由于“天宮一號(hào)”空間有限,須對(duì)壘球場(chǎng)進(jìn)行改造:壘球場(chǎng)上半側(cè)為勻強(qiáng)電場(chǎng),下半側(cè)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),中間為分界面,電場(chǎng)線與分界面垂直,磁場(chǎng)垂直紙面向里,電場(chǎng)強(qiáng)度為E=100V/m,宇航員位于電場(chǎng)一側(cè)距分界面為h=3m的P點(diǎn),PO垂直于分界面,D位于O點(diǎn)右側(cè),該宇航員將質(zhì)量為m=0.1kg、帶電量為q=-0.05C的壘球從P點(diǎn)以初速度v0=10m/s平行于界面投出,要讓壘球第一次通過界面就擊中D點(diǎn),且能回到P點(diǎn)。不考慮萬有引力的影響。求:

小題1:OD之間的距離d.
小題2:壘球從拋出到第一次回到P點(diǎn)的時(shí)間t.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)  

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在直角坐標(biāo)xoy內(nèi),在第1象限的區(qū)域I內(nèi)存在垂直于紙面向外寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域Ⅱ內(nèi)存在垂直于紙面向里寬度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng);在第三象限存在沿y軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng),一質(zhì)量為m帶電量為+q的帶電粒子從電場(chǎng)中的坐標(biāo)為(-2h,)點(diǎn)以速度水平向右射出,經(jīng)過原點(diǎn)O處射入?yún)^(qū)域I后垂直MN射入?yún)^(qū)域Ⅱ,(粒子的重力忽略不計(jì))求:

小題1:區(qū)域I內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小;
小題2:若區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小是B1的整數(shù)倍,當(dāng)粒子再次回到y(tǒng)軸時(shí)坐標(biāo)可能值為多少?

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同步練習(xí)冊(cè)答案