(14分)、传送带和水平面的夹角为37°,完全相同的两轮和皮带的切点A、B间的距离为24m, B点右侧(B点在场的边缘)有一上下无限宽左右边距为d的正交匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度B=103T.传送带在电机带动下,以4m/s速度顺时针匀速运转,现将质量为m=0.1kg,电量q=+10-2C的物体(可视为质点)轻放于传送带的A点,已知物体和传送带间的摩擦系数为μ=0.8,物体在运动过程中电量不变,重力加速度取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物体从A点传送到B点的时间?
(2)若物体从B点进入混合场后做匀速圆周运动,则所加的电场强度的大小E应为多少?物体仍然从混合场的左边界出混合场,则场的右边界距B点的水平距离d至少等于多少?
11s 0.016m
解析试题分析:物体在斜面上做加速运动,由牛顿第二定律有
μmgcos370-mgsin37°=ma
得a=μmgcos37°-gsin37° (1分)
a=0.4m/s2 (1分)
物体做匀加速运动到与传送带有相同速度,有v=at1
t1=10s (1分)
物体运动位移为x=at2 (1分)
得x=20m (1分)
物体继续与传送带以相同速度匀速运动,有
LAB-X=vt2 (1分)
所以t2=1s (1分)
物体在传送带上运动总时间t=t1+t2=11s (1分)
物体在混合场中做匀速圆周运动,有gE=mg (1分)
得E=100N/C (1分)
qvB=m 1分 R==0.04m(1分)
物体离开混合场有sin370= (1分)
d=0.016m (1 分)
考点:本题考查牛顿定律应用、带电粒子在电场磁场中运动。
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,电阻可忽略的光滑平行金属导轨MN、M′N′固定在竖直方向,导轨间距d=0.8 m,下端NN′间接一阻值R=1.5 Ω的电阻,磁感应强度B=1.0 T的匀强磁场垂直于导轨平面.距下端h=1.5 m高处有一金属棒ab与轨道垂直且接触良好,其质量m=0.2 kg,电阻r=0.5 Ω,由静止释放到下落至底端NN′的过程中,电阻R上产生的焦耳热QR=1.05 J.g=10 m/s2.求:
(1)金属棒在此过程中克服安培力所做的功WA;
(2)金属棒下滑速度为2 m/s时的加速度a;
(3)金属棒下滑的最大速度vm.
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m.电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求:
(1)粒子过N点时速度;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(3)粒子从M点运动到P点的总时间t。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(15分)如图(甲)所示,在xoy平面内有足够大的匀强电场,电场方向竖直向上,电场强度E=40N/C。在y轴左侧平面内有足够大的瞬时磁场,磁感应强度B1随时间t变化规律如图(乙)所示,15πs后磁场消失,选定磁场垂直向里为正方向。在y轴右侧平面内还有方向垂直纸面向外的恒定的匀强磁场,分布在一个半径为r=0.3m的圆形区域(图中未画出),且圆的左侧与y轴相切,磁感应强度B2=0.8T。t=0时刻,一质量m=8×10-4kg、电荷量q=+2×10-4C的微粒从x轴上xP=-0.8m处的P点以速度v=0.12m/s向x轴正方向入射,重力加速度g取10m/s2。
(1)求微粒在第二像限运动过程中离y轴、x轴的最大距离;
(2)若微粒穿过y轴右侧圆形磁场时,速度方向的偏转角度最大,求此圆形磁场的圆心坐标(x、y);
(3)若微粒以最大偏转角穿过磁场后, 击中x轴上的M点,求微粒从射入圆形磁场到击中M点的运动时间t 。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图在xoy坐标内,在0≤x≤6m的区域存在以ON为界的匀强磁场B1、B2,磁场方向均垂直xoy平面,方向如图,大小均为1T。在x>6m的区域内存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为×104V/m。一带正电的粒子(不计重力),其比荷q/m=1.0×104C/kg,从A板静止出发,经过加速电压(电压可调)加速后从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场B1。
(1)要使该带电粒子经过坐标为(3,)的P点(P点在ON线上),求最大的加速电压U0;
(2)满足第(1)问加速电压的条件下,粒子再次通过x轴时到坐标原点O的距离和速度大小;
(3)粒子从经过O点开始计时,到达P点的时间。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(16分)如图所示,在xoy平面内,y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E;在0<x<L区域内,x轴上、下方有相反方向的匀强电场,电场强度大小均为2E;在x>L的区域内有垂直于xoy平面的匀强磁场,磁感应强度大小不变、方向做周期性变化。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子(粒子重力不计),由坐标为(-L,)的A点静止释放。
⑴求粒子第一次通过y轴时速度大小;
⑵求粒子第一次射入磁场时的位置坐标及速度;
⑶现控制磁场方向的变化周期和释放粒子的时刻,实现粒子能沿一定轨道做往复运动,求磁场的磁感应强度B大小取值范围。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,在XOY直角坐标系中,OQ与OP分别与X轴正负方向成450,在POQ区域中存在足够大的匀强电场,场强大小为E,其余区域存在匀强磁场,一带电量为+q的质量为m粒子在Y轴上A点(0,-L)以平行于X轴速度v0进入第四象项,在QO边界垂直进入电场,后又从PO边界离开电场,不计粒子的重力.
求(1)匀强磁场的磁感应强度大小?
(2)粒子从PO进入磁场的位置坐标?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示的空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,各边界面相互平行,Ⅰ区域存在匀强电场,电场强度E=1.0×104V/m,方向垂直边界面向右.Ⅱ、Ⅲ区域存在匀强磁场,磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里,磁感应强度分别为B1=2.0T、B2=4.0T.三个区域宽度分别为d1=5.0m、d2= d3=6.25m,一质量m=1.0×10-8kg、电荷量q=1.6×10-6C的粒子从O点由静止释放,粒子的重力忽略不计.试求:
⑴粒子离开Ⅰ区域时的速度大小v;
⑵粒子在Ⅱ区域内运动的时间t;
⑶粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角α.
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(12分)半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所示,珠子所受静电力是其重力的倍。将珠子从环最低位置A点静止释放,求:
(1)珠子所能获得的最大动能;
(2)最大动能位置圆环对珠子作用力大小;
(3)珠子运动到最高点B点位置。
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