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如图所示,在直角坐标系xoy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场,磁场方向垂直于xoy面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E. 一质量为带电量为的粒子,自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限,随即撤去电场,以后仅保留磁场。经过一段时间后粒子将再次经过Q点,且速度与第一次过Q点时的速度相同。已知OP=d,OQ=2d,不计粒子重力。求:

(1)粒子过Q点时速度的大小和方向;

(2)该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。


解:(1)粒子在第四象限的电场中做类平抛运动

                水平方向:                                              (1分)

竖直方向:                                            (1分)

                                    (1分)

联立以上三个方程,得             (1分)

粒子到达Q点的速度      (1分)

设Q点速度与水平方向的夹角为

,故为45°。               (1分)

(2)若经过一段时间后粒子能够再次经过Q点,且速度与第一次过Q点时相同,

则粒子运动轨迹如图中实线所示。粒子在磁场中运动的半径由几何关系,得

                               (1分)

粒子在第一、三象限中运动的总时间

                            (1分)

粒子在第二、四象限中做匀速直线运动

轨迹长度:                   (1分)

运动总时间:       (1分)

所以粒子相邻两次经过Q点所用的时间:

                  (2分)


练习册系列答案
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在恒温的水池中,有一气泡缓慢上升,在此过程中,气泡的体积逐渐增大,不考虑气泡内气体/分子势能的变化,下列说法正确的是

    A.气泡对外界做功                                      B.气泡的内能减少

    C.气泡'与外界没有热量交换                       D.气泡内气体分子的平均动能保持不变

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某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.5×10-5T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100m,该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过。设落潮时,海水自西向东流,流速为2m/s。下列说法正确的是(    )

A.靠近河南岸的水面电势较高  B.两岸的水面电势等高

C.电压表记录的电压约为9mV    D.电压表记录的电压约为6mV

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将一电荷量为的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等。 a、b为电场中的两点,则

A.小球带正电

B.a点的电场强度比b点的大

C.a点的电势比b点的低

D.检验电荷+在a点的电势能比在b点的电势能小

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如图所示,一带负电粒子以某一速度进入水平向右的匀强电场中,仅在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹,M点和N点是轨迹上的两点,其中M点在轨迹的最右端,不计粒子重力,下列说法正确的是

A.粒子在M点的速率最大

B.粒子运动过程中垂直于电场方向速度保持不变                                     

C.粒子在电场中的加速度不变

D.粒子在电场中的电势能一直增大

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,图甲中MN为足够大的不带电薄金属板,在金属板的右侧,距离为d的位置上放入一个电荷量为+q的点电荷O,由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布。P是金属板上的一点,P点与点电荷O之间的距离为r,几位同学想求出P点的电场强度大小,但发现问题很难。几位同学经过仔细研究,从图乙所示的电场得到了一些启示,经过查阅资料他们知道:图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的。图乙中两异号点电荷电荷量的大小均为q,它们之间的距离为2d,虚线是两点电荷连线的中垂线。由此他们分别对P点的电场强度方向和大小做出以下判断,其中正确的是

A.方向沿P点和点电荷的连线向左,大小为      

B.方向沿P点和点电荷的连线向左, 大小为

C.方向垂直于金属板向左,大小为       

D.方向垂直于金属板向左,大小为

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科目:高中物理 来源: 题型:


一质量为1kg的物块置于水平地面上。现用一个水平恒力F 拉物块,一段时间后撤去恒力F,已知从物体开始运动到停止,经历的时间为4s,运动的位移为m,物体与地面间的动摩擦因数为。(g=10m/s2

(1)求恒力F的大小

(2)若力F的大小可调节,其与竖直方向的夹角为也可以调节,如图所示,其他条件不变,若在力F作用下物体匀速运动,求力F的最小值及此时的大小

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山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青之青藤,其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点,O为青藤的固定点,h1=1.8m,h2=4.0m,x1=4.8m,x2=8.0m。开始时,质量分别为M=10kg和m=2kg的大小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上,当大猴发现小猴将受到伤害时,迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头,大猴抱起小猴跑到C点,抓住青藤的下端荡到右边石头的D点,此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点,空气阻力不计,重力加速度g=10m/s2,求:

(1)大猴子水平跳离的速度最小值

(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小

(3)荡起时,青藤对猴子的拉力大小

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一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上,其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面,长度为L;bc为一光滑斜面,斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动,在斜面上上升的最大高度为h,返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g。求:

(1)木块在ab段受到的摩擦力f;

(2)木块最后距a点的距离s。

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