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如图所示,在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中放一光滑的足够长的斜面,倾斜角为30°,并固定在水平面上,电场强度为E,磁感应强度为B,质量为m,电量为+q的小球,静止在斜面的顶端,这时小球对斜面的正压力为零,若迅速地把电场方向改变为竖直向下,则小球能在斜面上滑多远?
S=3m2g / 2q2B2

试题分析:电场向上时mg="qE" ,电场反向后重力与电场力的合力F=mg+qE=2mg
随速度增大洛仑兹力f增大,当f增大到与F垂直斜面的分力时,斜面支持力为零,小球将离开斜面。根据qvB=Fcos30°=2mgcos30°,可求出离开斜面时速度。设小球下滑距离为S,由动能定理有Fsin30°S=mv2/2,可解出S=3m2g / 2q2B2
点评:(1)对于带电粒子在复合场内运动问题首先要分清楚其运动特点和受力特点.
(2)要注意分析题目中的一些隐含条件,比如不计重力的带电粒子在正交的电场和磁场中直线运动时,一定是匀速直线运动;在混合场中做匀速圆周运动时,电场力与重力平衡.
(3)对于带电粒子在叠加场内的一般曲线运动问题(如类平抛),通常采用运动的合成与分解的方法来处理问题.还有就是要注意几何关系在解决物理问题中的应用.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图示,在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向内),有一离子恰能沿直线飞过此区域(不计离子重力)(   )
A.若离子带正电,E方向应向上
B.若离子带负电,E方向应向上
C.若离子带正电,E方向应向下
D.若离子带负电,E方向应向下

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,真空中有以(r,0)为圆心,半径为r的圆形匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,在y= r的虚线上方足够大的范围内,有方向水平向左的匀强电场,电场强度为E,从O点向不同方向发射速率相同的质子,质子的运动轨迹均在纸面内,且质子在磁场中的偏转半径也为r,已知质子的电荷量为q,质量为m,不计重力、粒子间的相互作用力及阻力。求:

(1)质子射入磁场时速度的大小;
(2)沿x轴正方向射入磁场的质子,到达y轴所需的时间;
(3)与x轴正方向成30o角(如图中所示)射入的质子,到达y轴的位置坐标。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

地面上空同时存在着匀强的电场与磁场,一质量为m的带正电小球,在该区域内沿水平方向向右做直线运动,如图所示,关于场的分布情况可能的是(  )
A.该处电场方向和磁场方向重合
B.电场竖直向上,磁场垂直纸面向里
C.电场斜向里侧上方,磁场斜向外侧上方,均与v垂直
D.电场水平向右,磁场垂直纸面向里

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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,带电量为q的负粒子(重力不计)经历电压为U1加速电场加速后,从平行板中心轴线进入后沿直线以速度v0飞出复合场,已知复合场区域的磁感应强度方向竖直向下为B,电压为U2,极板距离为d。现欲使粒子以3 v0的速度沿直线飞出,在保证粒子的比荷不变的情况下,下列方法可行的是:(  )

A、保持其它参量不变,使U1变为原来的9倍
B、保持B、d不变,使使U1变为原来的9倍,U2变为原来的3倍
C、保持其它参量不变,使U2变为原来的3倍
D、保持B、U1、U2不变,使d变为原来的1/3倍

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一束质量、速度和电荷量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和 匀强电场正交的区域里,结果发现有些离子保持原来的运动方向,有些未发生任何偏转.如果让这些不偏转的离子进入另一匀强磁场中,发现这些离子又分裂成几束,对这些进入另一磁场的离子,可得出结论(  )
A.它们的动能一定各不相同B.它们的电荷量一定各不相同
C.它们的质量一定各不相同D.它们的电荷量与质量之比一定各不相同

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图12所示,一个半径为R的绝缘光滑半圆环,竖直放在场强为E的匀强电场中,电场方向竖直向下.在环壁边缘处有一质量为m,带有正电荷q的小球,由静止开始下滑,求小球经过最低点时对环底的压力.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(8分)如图所示,在场强E=1×104N/C的水平匀强电场中,有一根长为L=15cm的细线,一端固定在O点,另一端系一个质量m=3g、带电量q=+2×10-6C的小球,当细线处于水平位置,小球在A点从静止开始释放,求:小球到达最低点B时对细线的拉力大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,正方形导线框abcd的质量为m、边长为l,导线框的总电阻为R.导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落,下落过程中,导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内,cd边保持水平.磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,磁场上?下两个界面水平距离为l.已知cd边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动.重力加速度为g.

(1)求cd边刚进入磁场时导线框的速度大小;
(2)请证明:导线框的cd边在磁场中运动的任意瞬间,导线框克服安培力做功的功率等于导线框消耗的电功率;
(3)求从导线框cd边刚进入磁场到ab边刚离开磁场的过程中,导线框克服安培力所做的功.

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