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分)如图所示,用长为的绝缘细线悬挂一带电小球,小球质量为m。现加一水平向右、场强为E的匀强电场,平衡时小球静止于A点,细线与竖直方向成θ角。

(1)求小球所带电荷量的大小;
(2)若将细线剪断,小球将在时间t内由A点运动到电场中的P点(图中未画出),求A、P两点间的距离;
(3)求A、P两点间电势差的
(1);(2);(3)

试题分析:
(1)设小球所带电荷量的大小为q。小球平衡时的受力情况如右图所示,则有


          (3分)
(2)剪断细线后,小球受电场力和重力,它们的合力为F,加速度为a,小球做初速度为0的匀加速运动。则

根据牛顿第二定律有


所以          (2分)
所以A、P两点间的距离
            (2分)
(3)A、P两点间电势差的大小
    (3分)
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一块矩形截面金属导体abcd和电源连接,处于垂直于金属平面的匀强磁场中,当接通电源、有电流流过金属导体时,导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差,这种现象被称为霍尔效应。利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件,它是一种重要的磁传感器,广泛运用于各种自动控制系统中。关于这一物理现象下列说法中正确的是
A.导体受向左的安培力作用
B.导体内部定向移动的自由电子受向右的洛仑兹力作用
C.在导体的ab、cd两侧存在电势差,且ab电势低于cd电势
D.在导体的ab、cd两侧存在电势差,且ab电势高于cd电势

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷,a板带正电,两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场,若一个带正电的液滴在两板间做直线运动,其运动的方向是(  )
A.沿竖直方向向下 B.沿竖直方向向上
C.沿水平方向向左 D.沿水平方向向右

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)水平放置的平行金属板M N之间存在竖直向上的匀强电场和垂直于纸面的交变磁场(如图a所示,垂直纸面向里为正),磁感应强度=50T,已知两板间距离d=0.3m,电场强度E=50V/m,M板中心上有一小孔P,在P正上方h=5cm处的O点,一带电油滴自由下落,穿过小孔后进入两板间,若油滴在t=0时刻进入两板间,最后恰好从N板边缘水平飞出。已知油滴的质量 m=10kg,电荷量q=+2×10C(不计空气阻力。重力加速度取g=10m/s2,取π=3)求:


(1)油滴在P点的速度;
(2)N板的长度;
(3)交变磁场的变化周期。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示为一种质谱仪示意图,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器,由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上的Q点。不计粒子重力。下列说法正确的是

A.极板M比极板N电势高
B.加速电场的电压U=ER
C.直径PQ
D.若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点,则该群离子具有相同的比荷

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,质量为m,带电荷量q的小球从P点静止释放,下落一段距离后进入正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向左,磁场方向垂直纸面向里,则小球在通过正交的电场和磁场区域时的运动情况是(  )
A.一定做曲线运动
B.轨迹一定是抛物线
C.可能做匀速直线运动
D.可能做匀加速直线运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图甲所示,在坐标系中,轴左侧有沿轴正向的匀强电场,场强大小为E;轴右侧有如图乙所示,大小和方向周期性变化的匀强磁场,磁感强度大小B0已知.磁场方向垂直纸面向里为正.时刻,从轴上的p点无初速释放一带正电的粒子,质量为m,电量为q(粒子重力不计),粒子第一次在电场中运动时间与第一次在磁场中运动的时间相等.求

(1)P点到O点的距离;
(2)粒子经一个周期沿y轴发生的位移;
(3)粒子能否再次经过O点,若不能说明理由.若能,求粒子再次经过O点的时刻;
(4)粒子第4n(n=1、2、3 )次经过y轴时的纵坐标.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)为了使粒子经过一系列的运动后,又以原来的速率沿相反方向回到原位,可设计如下的一个电磁场区域(如图所示):水平线QC以下是水平向左的匀强电场,区域Ⅰ(梯形PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;区域Ⅱ(三角形APD)内的磁场方向与Ⅰ内相同,但是大小可以不同,区域Ⅲ(虚线PD之上、三角形APD以外)的磁场与Ⅱ内大小相等、方向相反.已知等边三角形AQC的边长为2l,P、D分别为AQ、AC的中点.带正电的粒子从Q点正下方、距离Q点为l的O点以某一速度射出,在电场力作用下从QC边中点N以速度v0垂直QC射入区域Ⅰ,再从P点垂直AQ射入区域Ⅲ,又经历一系列运动后返回O点.(粒子重力忽略不计)求:

(1)该粒子的比荷.
(2)粒子从O点出发再回到O点的整个运动过程所需时间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,第II象限中存在竖直向下的匀强电场,在x轴的下方L处存在一个处置纸面向外的单边界匀强磁场。今有一个电量为+q、质量为m的粒子(不计重力)从A点处以速度V0水平射入电场,恰好从坐标原点O处飞出,运动一段时间之后进入匀强磁场,并在磁场中经过P点()。求:

(1)平行板间的电场强度的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小;
(3)粒子从A点运动到P点的时间。

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