【題目】如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy平面的第象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng);Mr軸上的一點(diǎn),在第IV象限內(nèi)過M點(diǎn)的虛線平行于y軸,在虛線右方區(qū)域存在方向垂直于坐標(biāo)平面的矩形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出),其他區(qū)域既無電場(chǎng)也無磁場(chǎng)�,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從y軸上坐標(biāo)為(0,L)的P點(diǎn),以平行于x軸方向的初速度v0射人電場(chǎng),并恰好從M點(diǎn)離開電場(chǎng)進(jìn)人磁場(chǎng)區(qū)域,粒子從磁場(chǎng)區(qū)域射出后,恰好通過y軸上坐標(biāo)為(0,-3L)的Q點(diǎn),且粒子通過Q點(diǎn)時(shí)的速度方向與y軸負(fù)方向間的夾角θ=30°,粒子射出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的位置也在第象限的虛線上。粒子重力不計(jì)。求;

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E以及M點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離x

(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B和方向;

(3)矩形磁場(chǎng)區(qū)城的最小面積Smin

【答案】1,;(2,方向垂直于坐標(biāo)平面向外;(3

【解析】

1)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,由幾何關(guān)系可知,粒子通過M點(diǎn)時(shí)的速度vMN的夾角為θ

粒子離開電場(chǎng)時(shí),沿電場(chǎng)方向的速度大小為:

粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度大小為:

粒子沿電場(chǎng)方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng),有:

解得:

粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:

:

解得:

2)由左手定則可知,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于坐標(biāo)平面向外

由幾何關(guān)系,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為:

r=MN

:

解得:

r=L

由(1)可得:

洛倫茲力提供粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,有:

解得:

3)由幾何關(guān)系可知,最小矩形對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)和寬分別為:

:

解得:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波,在t=1s時(shí)刻的波形如圖甲所示,圖乙為波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,則根據(jù)甲、乙兩圖可以判斷:___________

A.該波沿x軸正方向傳播

B.該波的傳播速度為6m/s

C.t=0時(shí)刻起經(jīng)過時(shí)間△t=3s,質(zhì)點(diǎn)通過路程為6m

D.在振動(dòng)過程中P1、P2的位移總是相同

E.質(zhì)點(diǎn)P2做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y=2sin(t-)m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖,S為單縫,S1、S2為雙縫,P為光屏.用綠光從左邊照射單縫S時(shí),可在光屏P上觀察到干涉條紋.下列說法正確的是( )

A.減小雙縫間的距離,干涉條紋間的距離減小

B.增大雙縫到屏的距離,干涉條紋間的距離增大

C.將綠光換為紅光,干涉條紋間的距離減小

D.將綠光換為紫光,干涉條紋間的距離增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,兩點(diǎn)電荷連線的豎直中垂面上有一以連線中點(diǎn)O為圓心的圓,A、B為圓上對(duì)稱的兩點(diǎn),C點(diǎn)在兩點(diǎn)電荷連線的延長(zhǎng)線上。下列說法正確的是( �。�

A.A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同

B.在中垂線AB上,O點(diǎn)的電勢(shì)最高

C.電子在C點(diǎn)的電勢(shì)能小于在A點(diǎn)的電勢(shì)能

D.質(zhì)子僅在該兩點(diǎn)電荷的作用下,可能做圓周運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長(zhǎng)且間距為L的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下。質(zhì)量均為m、接入電阻均為R的金屬棒abcd放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直,金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,用大小等于1.5mg的水平恒力F向右拉金屬棒cd,金屬棒cd相對(duì)于導(dǎo)軌的位移為時(shí)速度達(dá)到最大,已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,重力加速度為g,下列說法正確的是(

A. 恒力F作用的一瞬間,金屬棒cd的加速度大小等于

B. 恒力F作用一段時(shí)間后,金屬棒ab會(huì)向右運(yùn)動(dòng)

C. 金屬棒cd運(yùn)動(dòng)的最大速度大小為

D. 金屬棒cd從開始運(yùn)動(dòng)到速度達(dá)到最大經(jīng)過的時(shí)間

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,在平靜湖面上有兩個(gè)相距2m的波源S1、S2上下振動(dòng)產(chǎn)生兩列水波,S1、S2波源振動(dòng)圖象分別如圖乙.丙所示。在兩波源的連線上有M、N兩點(diǎn),M點(diǎn)距波源S10.8m,N點(diǎn)距波源S20.9m。已知水波在該湖面上的傳播速度為0.2m/s,從0時(shí)刻開始計(jì)時(shí),經(jīng)過10s時(shí),下列說法正確的是________。

A.M點(diǎn)的振幅為10cm

B.N點(diǎn)的振幅為10cm

C.N點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)

D.N點(diǎn)位移為-30cm

E.M點(diǎn)位移為10cm

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角θ=37°的光滑固定斜面上放有A、B、C三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊(均可視為質(zhì)點(diǎn)),A固定,C與斜面底端處的擋板接觸,B與C通過輕彈簧相連且均處于靜止?fàn)顟B(tài),A、B間的距離為d�,F(xiàn)釋放A,一段時(shí)間后A與B發(fā)生碰撞,重力加速度大小為g,取sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)求A與B碰撞前瞬間A的速度大小v0;

(2)若A、B碰撞為彈性碰撞,碰撞后立即撤去A,且B沿斜面向下運(yùn)動(dòng)到速度為零時(shí)(此時(shí)B與C未接觸彈簧仍在彈性限度內(nèi)),彈簧的彈性勢(shì)能增量為Ep,求B沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的最大距離x;

(3)若A下滑后與B碰撞并粘在一起,且C剛好要離開擋板時(shí),A、B的總動(dòng)能為Ek,求彈簧的勁度系數(shù)k。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,三個(gè)質(zhì)量相等的小球A、B、C從圖示位置分別以相同的速度v0水平向左拋出,最終都能到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O。不計(jì)空氣阻力,x軸為地面,則可判斷A、B、C三個(gè)小球(  )

A.初始時(shí)刻縱坐標(biāo)之比為

B.在空中運(yùn)動(dòng)過程中重力做功之比為

C.在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為

D.到達(dá)O點(diǎn)時(shí),速度方向與水平方向夾角的正切值之比為

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