【題目】如圖所示,在x軸與y=2d之間存在著大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),在x>0的空間中,方向沿x軸正方向;在x<0的空間中,方向沿x軸負(fù)方向。在y=2d的上方有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在x軸上的Pd0)點(diǎn)有一個(gè)電子(電量為-e,質(zhì)量為m)沿y軸正方向以一定的速度進(jìn)入電場(chǎng),經(jīng)右側(cè)電場(chǎng)第一次偏轉(zhuǎn),通過(guò)y軸后再經(jīng)左側(cè)電場(chǎng)第二次偏轉(zhuǎn),恰能垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)。不計(jì)電子重力。

(1)求電子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度大;

(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度,求電子返回x軸時(shí)的位置;

(3)若電子恰能垂直返回到x軸,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足什么條件?

【答案】1;(2)(,0);(3)見解析

【解析】

(1)電子在電場(chǎng)中加速的加速度為

根據(jù)對(duì)稱性得,軸方向的位移為時(shí),軸方向的位移也為,有

,

解得

(2)設(shè)電子從點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有

解得

粒子從y軸左邊處垂直電場(chǎng)方向返回到電場(chǎng)中,粒子運(yùn)動(dòng)至y軸時(shí),在x軸方向上做加速運(yùn)動(dòng),有

解得

在這段時(shí)間內(nèi)物體在y軸上走過(guò)的距離為

此后粒子運(yùn)動(dòng)至x>0的空間,在x方向上,先減速到零,后反向加速,回到y軸上時(shí)x方向的速度大小不變,方向改變,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

接下來(lái)粒子在x>0的空間中運(yùn)動(dòng)時(shí),也是先減速,后加速,回到y軸上時(shí)x方向的速度大小不變,方向改變,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

此后,在x方向上重復(fù)上面的運(yùn)動(dòng),粒子在x方向上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在y方向上,粒子一直做勻速直線運(yùn)動(dòng),由于

故粒子返回電場(chǎng)后在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

所以粒子返回x軸時(shí),粒子在x軸方向上,剛好沿負(fù)向減速到零,所以電子返回x軸時(shí)坐標(biāo)為(,0)。

3)電子從Q點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)半周,從M點(diǎn)回到電場(chǎng)。假設(shè)M點(diǎn)到y軸的距離為。根據(jù)電子國(guó)到電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)情況可知

,,

解得

當(dāng)時(shí),電子能垂直返回到x軸,即

n=12,3…)

n=234…)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一輛值勤的警車停在公路邊,當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以10m/s的速度勻速行駛的貨車嚴(yán)重超載時(shí),決定前去追趕,經(jīng)過(guò)5.5s后警車發(fā)動(dòng)起來(lái),并以2.5m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),但警車的行駛速度必須控制在90km/h以內(nèi)。求:

(1)警車在追趕貨車的過(guò)程中,兩車間的最大距離;

(2)警車發(fā)動(dòng)后要多長(zhǎng)時(shí)間才能追上貨車。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,質(zhì)量為M2kg的木板靜止在水平面上,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從木板的左側(cè)沿表面水平?jīng)_上木板.物塊和木板的速度時(shí)間圖象如圖乙所示,g10 m/s2,結(jié)合圖象,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )

A.可求解物塊在t2s的位移

B.可求解物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)

C.不可求解物塊的質(zhì)量

D.可求解木板的長(zhǎng)度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,輕質(zhì)細(xì)線一端固定在質(zhì)量為的物體上,另一端繞過(guò)光滑的滑輪懸掛質(zhì)量為的物體。初始時(shí)用手托住使整過(guò)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)離地面的高度為,某時(shí)刻將手拿掉從靜止開始運(yùn)動(dòng)(),則(

A. 繩子對(duì)物體的拉力大于物體所受的重力

B. 物體落地前的加速度

C. 物體剛落地時(shí)的速度大小為

D. 整個(gè)過(guò)程中物體上升的最大高度為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量為m的帶正電小球由空中某點(diǎn)A無(wú)初速度自由下落,在t秒末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),再經(jīng)過(guò)t秒小球又回到A點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力且小球從未落地,則

A.整個(gè)過(guò)程中小球電勢(shì)能變化了

B.整個(gè)過(guò)程中小球重力沖量為0

C.從加電場(chǎng)開始到小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)小球動(dòng)能減小了

D.A點(diǎn)到最低點(diǎn)小球重力勢(shì)能減小了

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,是兩個(gè)完全相同的燈泡。線圈L的自感系數(shù)足夠大,直流電阻忽略不計(jì)。下列說(shuō)法中正確的是( 。

A.合上開關(guān)S時(shí),先亮,后亮,最后一樣亮

B.斷開開關(guān)S時(shí),過(guò)一會(huì)兒才熄滅,立刻熄滅

C.斷開開關(guān)S時(shí),閃亮一下再熄滅

D.斷開開關(guān)S時(shí),流過(guò)的電流方向向右

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑分別為R、2R的半圓軌道BCAB固定在豎直面內(nèi),在軌道最高點(diǎn)B點(diǎn)平滑連接,兩半圓的圓心在同一豎直線上,半圓軌道AB在最低點(diǎn)A與水平軌道平滑連接,質(zhì)量為m的物塊放在P點(diǎn),P、A間的距離為4R,用水平向右的恒力拉物塊,當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到軌道上與C點(diǎn)等高的D點(diǎn)時(shí),撤去拉力,結(jié)果物塊剛好能通過(guò)軌道最高點(diǎn)B點(diǎn),重力加速度為g,物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,兩個(gè)半圓軌道光滑,不計(jì)物塊的大小,求:

1)水平拉力的大小;

2)物塊從C點(diǎn)拋出后落到圓弧軌道上時(shí),動(dòng)能的大小。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一顆人造衛(wèi)星原來(lái)在橢圓軌道1繞地球E運(yùn)行,在P點(diǎn)變軌后進(jìn)入軌道2做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是

A.無(wú)論在軌道1還是軌道2運(yùn)行,衛(wèi)星在P點(diǎn)的動(dòng)能都相同

B.無(wú)論在軌道1還是軌道2運(yùn)行,衛(wèi)星在P點(diǎn)的加速度相同

C.衛(wèi)星在軌道1的運(yùn)行周期大于衛(wèi)星在軌道2的運(yùn)行周期

D.衛(wèi)星沿軌道2運(yùn)行時(shí)的任何位置都具有相同動(dòng)量

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用如圖所示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng).他實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50 Hz的交流電源上,得到一條紙帶,打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖所示(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn),圖中未畫出)s13.59 cm,s24.41 cm,s35.19 cms45.97 cm,s56.78 cms67.64 cm.則小車的加速度a________ m/s2(要求充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù)),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB________ m/s(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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