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        1. 如圖所示,地面上方豎直界面N左側(cè)空間存在著水平的、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T.與N平行的豎直界面M左側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E1=100N/C.在界面M與N之間還同時(shí)存在著水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E2=100N/C.在緊靠界面M處有一個(gè)固定在水平地面上的豎直絕緣支架,支架上表面光滑,支架上放有質(zhì)量m2=1.8×10-4kg的帶正電的小物體b(可視為質(zhì)點(diǎn)),電荷量q2=1.0×10-5C.一個(gè)質(zhì)量為m1=1.8×10-4kg,電荷量為q1=3.0×10-5C的帶負(fù)電小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))a以水平速度v0射入場(chǎng)區(qū),沿直線運(yùn)動(dòng)并與小物體b相碰,a、b兩個(gè)小物體碰后粘合在一起成小物體c,進(jìn)入界面M右側(cè)的場(chǎng)區(qū),并從場(chǎng)區(qū)右邊界N射出,落到地面上的Q點(diǎn)(圖中未畫出).已知支架頂端距地面的高度h=1.0m,M和N兩個(gè)界面的距離L=0.10m,g取10m/s2.求:
          (1)小球a水平運(yùn)動(dòng)的速率.
          (2)物體c剛進(jìn)入M右側(cè)的場(chǎng)區(qū)時(shí)的加速度.
          (3)物體c落到Q點(diǎn)時(shí)的速率.
          (1)a向b運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受向下的重力,向上的電場(chǎng)力和向下的洛侖茲力.
          小球a的直線運(yùn)動(dòng)必為勻速直線運(yùn)動(dòng),a受力平衡,因此有
          q1E1-q1v0B-m1g=0
          解得:v0=20m/s
          (2)二球相碰動(dòng)量守恒:m1v0=(m1+m2)v,
          解得:v=10m/s
          物體c所受洛侖茲力f=(q1-q2)vB=4×10-4N,方向向下
          物體c在M有場(chǎng)區(qū)受電場(chǎng)力F2=(q1-q2)E2=2×10-3N,方向向右
          物體c受到的重力G=(m1+m2)g=3.6×10-3N,方向向下
          物體c受到的合力F=
          F22
          +(f+G)2
          =2
          5
          ×10-3N

          物體c的加速度a=
          F
          m1+m2
          =
          50
          5
          9
          m/s2,
          設(shè)合力的方向與水平方向的夾角為θ,則tanθ=
          f+G
          F2
          =2,
          解得θ=arctan2,
          加速度指向右下方與水平方向成arctan2.
          (3)物體c通過(guò)界面M后的飛行過(guò)程中電場(chǎng)力和重力都對(duì)它做正功.
          設(shè)物體c落到Q點(diǎn)時(shí)的速率為vt,由動(dòng)能定理
          (m1+m2)gh+(q1-q2)E2L=
          1
          2
          (m1+m2)v2
          -
          1
          2
          (m1+m2)v2

          解得vt=
          122.2
          m/s
          答:(1)小球a水平運(yùn)動(dòng)的速率20m/s.
          (2)物體c剛進(jìn)入M右側(cè)的場(chǎng)區(qū)時(shí)的加速度大小為
          100
          2
          9
          m/s2
          ,而方向指向右下方與水平方向成45°角.
          (3)物體c落到Q點(diǎn)時(shí)的速率
          122.2
          m/s.
          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

          如圖中左邊有一對(duì)平行金屬板,兩板相距為d,電壓為U,兩板之間有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里.圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面朝里.一正離子沿平行于金屬板面、從A點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)的方向射入平行金屬板之間,沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域,并沿直徑CD方向射入磁場(chǎng)區(qū)域,最后從圓形區(qū)域邊界上的F點(diǎn)射出.已知速度的偏向角為θ=90°,不計(jì)重力.求:
          (1)離子速度v的大; 
          (2)離子的比荷q/m.

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

          如圖所示,寬度為d1的I區(qū)里有與水平方向成45°角的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,寬度為d2的II區(qū)里有相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B和勻強(qiáng)電場(chǎng)E2.一帶電量為q,質(zhì)量為m的微粒自圖中I區(qū)左邊界線上的P點(diǎn)由靜止釋放后水平向右做直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)入II區(qū)的復(fù)合場(chǎng)再做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到右邊界上的Q點(diǎn),其速度方向改變了60°,重力加速度為g.(d1、E1、E2未知)求:
          (1)E1、E2的大小;
          (2)有界電場(chǎng)E1的寬度d1

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

          如圖所示,在xoy平面內(nèi)第二象限存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E,第一象限和第四象限存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).有一質(zhì)量為m,電荷量為e的電子,從x軸上的P點(diǎn)以某一初速度垂直于x軸進(jìn)入電場(chǎng),而后經(jīng)過(guò)y軸上A點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng),軌跡交于x軸上的C點(diǎn),電子在C點(diǎn)的速度垂直于x軸指向y軸負(fù)方向,繼續(xù)運(yùn)動(dòng)從y軸上的某點(diǎn)離開磁場(chǎng).已知P點(diǎn)坐標(biāo)(-L,0),A點(diǎn)坐標(biāo)(0,2L),忽略電子所受重力.求:
          (1)電子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度大。
          (2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
          (3)電子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)到離開磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間.

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

          如圖所示,在xOy平面的第一象限有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)的方向平行于y軸向下:在x軸和第四象限的射線OC之間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向垂直于紙面向外,有一質(zhì)量為m,帶有電荷量+q的粒子由電場(chǎng)左側(cè)平行于x軸射入電場(chǎng),粒子到x軸上A點(diǎn)時(shí),速度方向與x軸的夾角為φ,A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為d,接著粒子進(jìn)入磁場(chǎng),并垂直于OC邊離開磁場(chǎng),不計(jì)重力影響,若OC與x軸的夾角也為φ,求:
          (1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度的大;
          (2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大;
          (3)求帶電粒子再次回到y(tǒng)軸所用的時(shí)間.

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

          如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在xOy平面內(nèi),從原點(diǎn)O處沿與x軸正方向成θ角(0<θ<π)以速率v發(fā)射一個(gè)帶正電的粒子(重力不計(jì)).則下列說(shuō)法正確的是( 。
          A.若θ一定,v越大,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短
          B.若θ一定,v越大,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度越大
          C.若v一定,θ越大,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短
          D.若v一定,θ越大,則粒子在離開磁場(chǎng)的位置距O點(diǎn)越遠(yuǎn)

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

          一帶電粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度是B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng),如果它又順利進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度是2B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(仍作勻速圓周運(yùn)動(dòng)),則( 。
          A.粒子的速率加倍,周期減半
          B.粒子的速率不變,軌道半徑減半
          C.粒子的速率減半,軌道半徑不變
          D.粒子的速率不變,周期減半

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

          等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi)(含邊界)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,t=0時(shí)刻有一束質(zhì)量均為m、電荷量均為q的正離子由直角頂點(diǎn)B沿BC方向射入磁場(chǎng),可認(rèn)為所有離子都是同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)且各離子速度大小不等,不計(jì)離子的重力及離子間的相互作用,則(  )
          A.同一時(shí)刻,磁場(chǎng)中的所有離子都在同一直線上
          B.由AB邊界射出的離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均為
          πm
          qB
          C.在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于
          πm
          4qB
          的離子將不會(huì)從AC邊射出
          D.在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于
          3πm
          4qB
          的離子將不會(huì)從AC邊射出

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          科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

          如圖所示,半徑為r=10cm的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域邊界跟y軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.332T,方向垂直紙面向里.在O處有一放射源,可沿紙面向各個(gè)方向射出速率為v=3.2×106m/s的帶正電粒子,已知該粒子的質(zhì)量m=6.64×10-27kg,電量為q=3.2×10-19C.不計(jì)重力.
          (1)沿半徑OC方向射出的粒子,穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)方向偏轉(zhuǎn)角度θ是多大?
          (2)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少?

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