如圖所示,虛線 1l、l2將無重力場的空間分成三個(gè)區(qū)域, I 區(qū)內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場 E和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場 Bl , Ⅱ區(qū)內(nèi)以水平線 CO 為分界,上方存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場E2,下方存在著豎直向下的勻強(qiáng)電場E3 Ⅲ 區(qū)內(nèi)存在以l2為左邊界、右邊無界的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2,在 I 區(qū)內(nèi)有一段粗糙、長為 L 的水平放置塑料直管道 AC ,一可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電小球(直徑比管內(nèi)徑略小)的質(zhì)量為 m 、帶電量為 q ,現(xiàn)將小球從管道內(nèi) A 處由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)至管道內(nèi)離 A 點(diǎn)距離為 L0的 B 點(diǎn)處時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度 v0,后進(jìn)入 Ⅱ 區(qū)向下偏轉(zhuǎn),從邊界l2上的 D 點(diǎn)進(jìn)入Ⅲ 區(qū),此時(shí)速度方向與水平方向的夾角為β,最后小球恰能無碰撞的從 C處進(jìn)入管道.

已知qm=" 0" . 01C/kg, E1=" l00N" / C ,E2=E3=300N / C ,β= 600 , Bl = 103T ,L ="5m" L 0= 4m小球與管道間動(dòng)摩擦因素為μ=0.1’求:
(1) 小球在管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定速度v0值;
(2)  Ⅲ區(qū)內(nèi)勻強(qiáng)磁場 B2的值;
(3) 從 A 處開始至從C 處進(jìn)入管道的過程中,小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t

(1)1m/s(2)200T(3)9.77s

解析試題分析:(1)小球在從在管道中速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),受力平衡:
           (1分)
解得:
           (1分)
(2)小于在從C到D的過程中,做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a,在D點(diǎn)時(shí)豎直方向分速度為,OD間距離為d
       (1分)
       (1分)
       (1分)
根據(jù)題意,為保證小球恰能無碰撞的從C處進(jìn)入官大,小球在三區(qū)內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓弧是關(guān)于CO對稱的,圓心必在CO的延長線上。

由幾何關(guān)系可得:
      (1分)
      (1分)
解得:      (1分)
(3)小球從A點(diǎn)到B的過程做變加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)小球從A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所需要的時(shí)間為,由牛頓第二定律得
      (1分)
      (1分)
      (1分)
小球從B勻速運(yùn)動(dòng)到C所需要的時(shí)間為      (1分)
小球在二區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間      (1分)
小球在三區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間      (1分)
小球從A處到C靜茹管道的過程中,運(yùn)動(dòng)時(shí)間      (1分)
考點(diǎn):考查了粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng),
點(diǎn)評:(1)對于帶電粒子在復(fù)合場內(nèi)運(yùn)動(dòng)問題首先要分清楚其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和受力特點(diǎn).
(2)要注意分析題目中的一些隱含條件,比如不計(jì)重力的帶電粒子在正交的電場和磁場中直線運(yùn)動(dòng)時(shí),一定是勻速直線運(yùn)動(dòng);在混合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),電場力與重力平衡.
(3)對于帶電粒子在疊加場內(nèi)的一般曲線運(yùn)動(dòng)問題(如類平拋),通常采用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法來處理問題.還有就是要注意幾何關(guān)系在解決物理問題中的應(yīng)用.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(I)驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒和檢驗(yàn)兩個(gè)小球的碰撞是否為彈性碰撞(碰撞過程中沒有機(jī)械能損失),某同學(xué)選取了兩個(gè)體積相同、質(zhì)量不等的小球,按下述步驟作了如下實(shí)驗(yàn):
①用天平測出兩個(gè)小球的質(zhì)量分別為m1和m2,且m1>m2;
②如圖1安裝好實(shí)驗(yàn)裝置.將斜槽AB固定在桌邊,使槽的末端點(diǎn)的切線水平,將一斜面BC連接在斜槽末端;
③先不放小球m2,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止?jié)L下,記下小球m1在斜面上的落點(diǎn)位置;
④將小球m2放在斜槽前端邊緣處,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止?jié)L下,使它們發(fā)生碰撞,記下小球m1和 m2在斜面上的落點(diǎn)位置;
⑤用毫米刻度尺量出各個(gè)落點(diǎn)位置到斜槽末端點(diǎn)B的距離.圖中D、E、F點(diǎn)是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個(gè)落點(diǎn)位置,到B點(diǎn)的距離分別為LD、LE、LF
根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn),回答下列問題:
(1)小球m1與 m2發(fā)生碰撞后,m1的落點(diǎn)是圖中的
D
D
點(diǎn),m2的落點(diǎn)是圖中的
F
F
點(diǎn);
(2)用測得的物理量來表示,只要滿足關(guān)系式
m
 
1
L
 
E
=
m
 
1
L
 
D
+m
 
2
L
 
F
m
 
1
L
 
E
=
m
 
1
L
 
D
+m
 
2
L
 
F
,則說明碰撞中動(dòng)量是守恒的;
(3)用測得的物理量來表示,只要再滿足關(guān)系式
m
 
1
L
 
E
=
m
 
1
L
 
D
+m
 
2
L
 
F
m
 
1
L
 
E
=
m
 
1
L
 
D
+m
 
2
L
 
F
,則說明兩小球的碰撞是彈性碰撞.
(II)現(xiàn)有一電池,其電動(dòng)勢E約為9V,內(nèi)阻r在35~55Ω范圍內(nèi),最大允許電流為50mA.為測定這個(gè)電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,某同學(xué)利用如圖2甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn).圖中電壓表的內(nèi)電阻很大,對電路的影響可以不計(jì);R為電阻箱,阻值范圍為0~9999Ω; R0為保護(hù)電阻.
(1)實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格,本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用
C
C

A.10Ω,2.5W    B.50Ω,1.0W     C.150Ω,1.0W      D.1500Ω,5.0W
(2)按照圖2甲所示的電路圖,將圖2乙的實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路.
(3)該同學(xué)接好電路后,閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱的阻值讀出電壓表的示數(shù)U,再改變電阻箱阻值,取得多組數(shù)據(jù),然后通過作出有關(guān)物理量的線性圖象,求得電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r.
a.請寫出與你所作線性圖象對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式
1
U
=
r
E
1
R
 
0
+R
+
1
E
1
R
 
0
+R
=
E
r
1
U
-
1
r
1
U
=
r
E
1
R
 
0
+R
+
1
E
1
R
 
0
+R
=
E
r
1
U
-
1
r

b.請?jiān)趫D2丙的虛線框內(nèi)坐標(biāo)中作出定性圖象(要求標(biāo)明兩個(gè)坐標(biāo)軸所表示的物理量,用符號表示)
c.圖2丙中
縱軸截距的倒數(shù)或斜率除以縱軸截距的絕對值
縱軸截距的倒數(shù)或斜率除以縱軸截距的絕對值
表示E,
斜率除以縱軸的截距或縱軸截距的倒數(shù)的絕對值
斜率除以縱軸的截距或縱軸截距的倒數(shù)的絕對值
表示r.

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科目:高中物理 來源:2013屆江蘇省蘇南四高三年級第一學(xué)期第二次考試物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

如圖所示,虛線 1l 、 l2將無重力場的空間分成三個(gè)區(qū)域, I 區(qū)內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場 E和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場 Bl , Ⅱ區(qū)內(nèi)以水平線 CO 為分界,上方存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場E2,下方存在著豎直向下的勻強(qiáng)電場E3 Ⅲ 區(qū)內(nèi)存在以l2為左邊界、右邊無界的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2,在 I 區(qū)內(nèi)有一段粗糙、長為 L 的水平放置塑料直管道 AC ,一可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電小球(直徑比管內(nèi)徑略。┑馁|(zhì)量為 m 、帶電量為 q ,現(xiàn)將小球從管道內(nèi) A 處由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)至管道內(nèi)離 A 點(diǎn)距離為 L0 的 B 點(diǎn)處時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度 v0 ,后進(jìn)入 Ⅱ 區(qū)向下偏轉(zhuǎn),從邊界l2上的 D 點(diǎn)進(jìn)入Ⅲ 區(qū),此時(shí)速度方向與水平方向的夾角為β,最后小球恰能無碰撞的從 C處進(jìn)入管道.

已知qm= 0 . 01C/kg, E1= l00N / C ,E2=E3=300N / C ,β= 600 , Bl = 103T ,L =5m L 0= 4m小球與管道間動(dòng)摩擦因素為μ=0.1’求:

(1) 小球在管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定速度v0 值;

(2)  Ⅲ區(qū)內(nèi)勻強(qiáng)磁場 B2的值;

(3)  從 A 處開始至從 C 處進(jìn)入管道的過程中,小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t

 

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