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如图所示,竖直线将竖直平面分成I、II、III三个区域,第I区域内有两带电的水平放置的平行金属板,板长L1=20cm,宽d=12.cm,两板间电压;第II区域内右边界与金属上极板等高的A点固定一负点电荷Q,使该点电荷激发的电场只在第II区域内存在(即在I、III区域内不存在点电荷激发的电场),II区域宽为L2=l0cm;在第III区域中仅在某处一个矩形区域内存在匀强磁场(图中未画出),磁感应强度B=0.1T,方向垂直纸面向外。现有一带电量,质量的正离子(不计重力),紧贴平行金属板的上边缘以的速度垂直电场进人平行金属板,离子刚飞出金属板时,立即进人第II区域,飞离II区域时速度垂直于进人第III区域,再经矩形匀强磁场后,速度方向与水平方向成740角斜向右上方射出。离子始终在同一平面内运动。(已知:sin370=0.6 , cos370=0.8,静电力常量)

求:(1)离子射出平行金属板时,速度的大小和方向;

(2)A点固定的点电荷的电量Q;

(3)第III区域内的矩形磁场区域的最小面积。

 

(1) 与水平夹角为 (2) (3)

【解析】

试题分析:【解析】
(1)离子在电场中做类平抛运动,y为竖直方向的位移,射出点
的交点为C,则有:

(1分)

(1分)

(1分)

(1分)

根据动能定理知: (1分)

(1分)

联立解得: (1分)

(1分)

(2)离子在第区域速度刚好和库仑力垂直,要使离子在点电荷的电场中,垂直右边界射出,说明离子在做匀速圆周运动, (1分)

由库仑力提供向心力 (1分)

(1分)

解得: (1分)

(3)离子在第区域内先做匀速直线运动,进入磁场后做匀速圆周运动

解得: (2分)

由几何关系知矩形一边长为 (2分)

另一边长为: (2分)

面积为: (1分)

考点:本题考查了类平抛运动、匀速圆周运动、动能定理、牛顿第二定律、带电粒子在电场和磁场中运动..

 

练习册系列答案
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如图所示,在竖直向上的匀强电场中,从倾角为的斜面上的M点水平抛出一个带负电小球,小球的初速度为,最后小球落在斜面上的N点。在已知和小球所受的电场力大小F及重力加速度g的条件下,不计空气阻力,则下列的判断正确的是

A.由图可知小球所受的重力大小可能等于电场力

B.可求出小球落到N点时重力的功率

C.可求出小球落到N点时速度的大小和方向

D.可求出小球从M点到N点的过程中电势能的变化量

 

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科目:高中物理 来源:2013-2014学年四川省成都市高三第三次诊断性考试物理试卷(解析版) 题型:计算题

如图所示abcd构成一个边长为L的正方形区域在ac连线的右下方存在场强大小为E、方向垂直于ad向上的匀强电场?abc区域内(含边界)存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场?abc区域外、ac连线的左上方存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场两磁场区域的磁感应强度大小相等.现有两个可视为质点、质量均为m、电荷量均为q的带正电粒子同时从a点射出粒子甲的初速度方向由a指向d粒子乙的初速度方向由a指向c当乙经b到达c点时刚好与只在电场中运动的甲相遇.若空间为真空不计粒子重力和粒子间的相互作用力忽略粒子运动对电、磁场产生的影响。求:

(1)甲的速率v和甲从a到c经历的时间t。

(2)乙的速率v和磁感应强度大小B满足的条件。

 

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科目:高中物理 来源:2013-2014学年四川省高三零诊模拟物理试卷(解析版) 题型:实验题

某实验小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中,已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°;在测量单摆的周期时,从单摆运动到最低点开始计时且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间内为t;在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L,再用游标卡尺测得摆球的直径为d.

(1)该单摆在摆动过程中的周期为__________________;

(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g= ______________________

(3)实验结束后,某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中的

A.单摆的悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了

B.把n次摆动的时间误记为(n+1)次摆动的时间

C.以摆线长作为摆长来计算

D.以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算

 

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科目:高中物理 来源:2013-2014学年吉林省长春市高三下学期第三次理综模拟物理试卷(解析版) 题型:计算题

如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h,此时封闭气体的温度为T1。现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,气体温度上升到T2。已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦,求:

活塞上升的高度;

加热过程中气体的内能增加量。

 

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用著名的公式E=mC2(C是光速),可以计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量.下面的哪种说法是正确的?(  )
A.同样的公式E=mC2也可以用来计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量
B.公式E=mC2适用于核反应堆中的核能,不适用于电池中的化学能
C.只适用于计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量
D.公式E=mC2适用于任何类型的能量

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下列说法正确的是(         )
A.在从武汉到广州的高速列车中,人的质量变大了,说明了经典力学的局限性
B.加速上行电梯中的物体对地板压力变大,不能用经典力学观点解释
C.地球受到太阳引力是强引力
D.经典力学适用于低速运动、宏观物体

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下列说法中正确的是(  )
A.海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气的折射率比下层空气折射率大
B.各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线
C.医院里用γ射线给病人透视
D.假设有一列火车以接近于光速的速度运行,车厢内站立着一个中等身材的人.那么,静止在站台上的人观察车厢中的这个人,他观测的结果是这个人瘦但不高

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在以下各种说法中,正确的是(  )
A.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
B.变化的电场一定产生变化的磁场;变化的磁场一定产生变化的电场
C.相对论认为:真空中的光速大小在不同惯性参照系中都是相同的
D.如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长,这说明该星系正在远离我们而去

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