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如图所示,在xOy平面的第一象限有一匀强电场,电场的方向平行于y轴向下;在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场,磁感应强度的大小为B,方向垂直于纸面向外.有一质量为m,带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场.质点到达x轴上A点时,速度方向与x轴的夹角为φ,A点与原点O的距离为d.接着,质点进入磁场,并垂直于OC飞离磁场.不计重力影响.若OC与x轴的夹角为φ,求:

⑵     粒子在磁场中运动速度的大小;

⑵匀强电场的场强大小.


【答案】   

【解析】

(1)质点在磁场中的轨迹为一圆弧。由于质点飞离磁场时,速度垂直于OC,故圆弧的圆心在OC上。依题意,质点轨迹与x轴的交点为A,过A点作与A点的速度方向垂直的直线,与OC交于O'。由几何关系知,AO'垂直于OC',O'是圆弧的圆心。设圆弧的半径为R,则有

由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得

将①式代入②式,解得:    ③

⑵质点在电场中的运动为类平抛运动.设质点射入电场的速度为v0,在电场中的加速度为a,运动时间为t,则有

d=v0t⑥

联立④⑤⑥解得:

设电场强度的大小为E,由牛顿第二定律得

                            qE=ma  ⑧

联立③⑦⑧解得:     ⑨

【考点】带电粒子在匀强电场中的运动;带电粒子在匀强磁场中的运动


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


 质量为lkg的小球从空中某处自由下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其速度随时间变化的关系如图所示,取g=10m/s2则(  )

A.小球下落时离地面的高度为0.80m

B.小球能弹起的最大高度为0.90m

C.小球第一次反弹的加速度大小为10m/s2

D.小球与地面碰撞过程中速度的变化量的大小为2m/s

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向.图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的,不计空气阻力,则(  )

 

A.

a的飞行时间比b的长

B.

b和c的飞行时间相同

 

C.

a的水平速度比b的小

D.

b的初速度比c的大

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0).由此可求出

A. 物块与斜面间的最大静摩擦力   B.斜面的倾角

C. 物块的质量                   D.物块对斜面的正压力

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科目:高中物理 来源: 题型:


用如图实验装置验证m1 、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m1= 50g 、m2=150g ,则(结果保留两位有效数字)

(1)在纸带上打下记数点5时的速度v = m/s;

(2)在0~5过程中系统动能的增量△EK = J,系统势能的减少量△EP = J(计算时g取10 m/s2)。由此得出的结论是:      

(3)若某同学作出v2/2—h图像如图,则当地的重力加速度g = m/s2。

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,倾斜的传送带保持静止,一木块从顶端以一定的初速度匀加速下滑到底端。如果让传送带沿图中虚线箭头所示的方向匀速运动,同样的木块从顶端以同样的初速度下滑到底端的过程中,与传送带保持静止时相比

A.木块在滑到底端的过程中,运动时间将变长

B.木块在滑到底端的过程中,动能的增加量将变小

C.木块在滑到底端的过程中,系统产生的内能将变大

D.木块在滑到底端的过程中,木块克服摩擦力所做功变大

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科目:高中物理 来源: 题型:


轻质弹簧上端与质量为M的木板相连,下端与竖直圆筒的底部相连时,  木板静止位于图中B点。O点为弹簧原长上端位置。将质量为m的物块从O点正上方的A点自由释放,物块m与木板瞬时相碰后一起运动,物块m在D点达到最大速度,且M恰好能回到O点。若将m从C点自由释放后,m与木板碰后仍一起运动,则下列说法正确的是

A.物块m达到最大速度的位置在D点的下方

B.物块m达到最大速度的位置仍在D点

C.物块m与木板M从B到O的过程做匀减速运动。

D.物块m与木板M向上到达O点时仍有速度,且在O点正好分离。

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科目:高中物理 来源: 题型:


实验室配备的电压表的内阻其实并非很大。现在设计测定量程为3 V的电压表内阻的精确值(内阻约为2kΩ),实验室中提供的器材有: 电阻箱R(最大电阻为9999.9 Ω), 定值电阻r1=5kΩ, 定值电阻r2=10kΩ,电源E(电动势约为12 V、内阻不计),开关、导线若干。

设计的实验电路如图所示,先将电阻箱R的阻值调到最大,连接好实物电路;然后闭合开关,调节电阻箱R的阻值,使得电压表的指针刚好半偏,记下此时电阻箱的阻值R1;再次调节电阻箱R的阻值,使电压表的指针刚好满偏,记下此时电阻箱的阻值R2。

(1)实验中选用的定值电阻是       ;

(2)由上述的实验过程分析可得电压表内阻RV的表达式为RV=               .(请用字母R1、R2和r表示)

(3)若实验中使用的电源E的内阻并不为零,则该实验测得的电压表内阻RV的值与真实值相比将(      )

A.偏小   B.不变   C.偏大   D.不能确定,要视电压表内阻的大小而定

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,A、B带等量异种电荷,MN为A、B连线的中垂线,现有一带电粒子从M点以一定的初速度V射入,开始一段时间内的轨迹如图中实线所示,不考虑粒子所受的重力。则(  )

A.该粒子带负电

B.该粒子的速率先增大后减小

C.该粒子的电势能先增大后减小

D.该粒子做的是匀变速运动

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同步练习册答案