练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    20．如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B=10T，方向垂直xOy平面向外，电场线平行于y轴．一质量m=0.01kg、电荷量q=1.0×10-2 C的带负电的小球，从y轴上的A点以速度v0=2m/s向右水平抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，小球经过M点时的速度方向与x轴的方向夹角θ=45°．不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，求：
    （1）电场强度E的大小和方向；
    （2）M、N之间的距离L，
    （3）小球从A点运动到N点的时间．

    分析 （1）带电小球在复合场中做匀速圆周运动，知道电场力和重力平衡，靠洛伦兹力提供向心力，根据重力和电场力平衡求出电场强度的大小和方向．
    （2）小球进入电磁场区域前做平抛运动，对末速度分解得到合速度；在电磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，结合进入复合场中的速度大小，求出轨道半径，根据几何关系求出MN间的距离．
    （3）对平抛运动，根据分速度公式列式求解时间；对圆周运动过程，根据t=$\frac{α}{2π}T$求解时间；最后得到总时间．

    解答 解：（1）小球进入电磁场复合区后做匀速圆周运动，电场力与重力平衡，故：
    qE=mg，
    解得：E=$\frac{mg}{q}=\frac{0.01×10}{1.0×1{0}^{-2}}N/C=10N/C$；
    电场力向上，而小球带负电荷，故场强向下；
    （2）对应平抛的末速度，有：cosθ=$\frac{{v}_{0}}{v}$，
    解得v=$\frac{{v}_{0}}{cos45°}=\frac{2m/s}{\frac{\sqrt{2}}{2}}=2\sqrt{2}m/s$；
    小球在电磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹，如图所示：

    结合几何关系，有：L=$\sqrt{2}$r，
    根据牛顿第二定律，有：$qvB=m\frac{{v}^{2}}{r}$，
    联立解得：L=0.4m；
    （3）对平抛运动，竖直分速度：vy=vsin45°=gt1，
    解得：t1=$\frac{vsin45°}{g}=\frac{2\sqrt{2}×\frac{\sqrt{2}}{2}}{10}s=0.2s$；
    对于圆周运动，运动时间：t2=$\frac{\frac{π}{2}}{2π}T$=$\frac{1}{4}×\frac{2πm}{qB}$=$\frac{πm}{2qB}$=$\frac{π×0.01}{2×1{0}^{-2}×10}s$=$\frac{π}{20}$s，
    故小球从A点运动到N点的时间t=t1+t2=0.2s+$\frac{π}{20}$s≈0.357s；
    答：（1）电场强度E的大小为10N/C，方向竖直向下；
    （2）M、N之间的距离L为0.4m，
    （3）小球从A点运动到N点的时间约为0.357s．

    点评 本题要掌握平抛运动的处理方法，粒子在磁场中做匀速圆周运动，能正确的画出运动轨迹，并根据几何关系确定各量之间的关系．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    10．某实验小组研究“匀变速直线运动”，实验连续打了一系列点的纸带如图所示，每相邻的两个计数点之间，都有四个点未画出．纸带上AB段的距离x1=2.00cm；小车在经历计数点B时的速度大小是0.21m/s，小车的加速度大小是0.20m/s2．（后两空保留2位有效数字）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    11．传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若以地面为参考系，从煤块滑上传送带开始计时，煤块在传送带上运动的速度-时间图象如图乙所示，取g=10m/s2，求：

    （1）煤块与传送带间的动摩擦因数；
    （2）煤块在传送带上运动的时间；
    （3）整个过程中由于摩擦产生的热量．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    8．如图所示，在电场强度E=1.0×104N/C的匀强电场中，一电荷量q=+1.0×10-8C的点电荷从电场中的A点运动到B点，电场力对电荷做的功W=2.0×10-5J，求：
    （1）点电荷所受电场力F的大小；
    （2）A、B两点间的距离x．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．关于磁电式电流表，下列说法中正确的是（　　）
    A．电流表的工作原理是安培力对通电导线的加速作用
    B．电流表的工作原理是安培力对通电导线的转动作用
    C．电流表指针的偏转角与所通电流无关
    D．电流表指针的偏转角与所通电流成反比

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点．一带负电的试探电荷q从A由静止释放只在静电力作用下运动，取无限远处电势为零，则（　　）
    A．若q从A点由静止释放，在由A点向O点运动的过程中，加速度一定先增大后减小
    B．q由A向O运动的过程电势能逐渐增大
    C．q运动到O点时的动能最大
    D．q运动到O点时的电势能为零

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    12．某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关，实验室提供如下器材：
    A．表面光滑的长木板（长度为L）
    B．小车
    C．质量为m的钩码若干个
    D．方木块（备用垫木板）
    E．米尺
    F．秒表
    实验过程：
    第一步，在保持斜面倾角不变时，探究加速度与质量的关系，实验中，通过向小车放入钩码来改变物体质量，只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用时间t，就可以由公式a=求出a，某同学记录了数据如a表所示：根据以上信息，我们发现，在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间不改变（填“改变”或“不改变”）．
      质量
    时间
    次数    		MM+mM+2m
    11.421.411.42
    21.401.421.39
    31.411.381.42
    第二步，在物体质量不变时，探究加速度与倾角的关系，实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角，由于没有量角器，因此通过测量出木板顶端到水平面高度h，求出倾角α的正弦值sinα=$\frac{h}{L}$，某同学记录了高度和加速度的对应值，并在坐标纸上建立适当的坐标后描点作图如b，请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g=10m/s2，进一步分析可知，光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为控制变量法．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    4．在“伏安法测电阻”的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为1Ω，测量电路如图甲或图乙所示，电阻测量值由公式${R_x}=\frac{U}{I}$计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数．若将图甲和图乙电路电阻的测量值分别记为Rx1和Rx2，则Rx1（选填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值；该测量值大于（选填“大于”、“等于”或“小于”）待测电阻的真实值．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．如图为两列沿绳传播的简谐横波（虚线表示甲波，实线表示乙波）在某时刻的波形图，M为绳上x=0.2m处的质点，下列说法中正确的是（　　）
    A．M点是振动加强点
    B．图示时刻质点M的速度为零
    C．甲波传播速度v1大于乙波传播速度v2
    D．由图示时刻开始，再经$\frac{1}{4}$周期，M将位于波峰

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案