【題目】如圖所示，在地面附近有一范圍足夠大的互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向水平并垂直紙面向里，一質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電微粒在此區(qū)域恰好做速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．（重力加速度為g）

（1）求此區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；

（2）若某時(shí)刻微粒運(yùn)動(dòng)到場(chǎng)中距地面高度為H的P點(diǎn)，速度與水平方向成45，如圖所示．則該微粒至少須經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)到距地面最高點(diǎn)？最高點(diǎn)距地面多高？

（3）在（2）問(wèn)中微粒運(yùn)動(dòng)P點(diǎn)時(shí)，突然撤去磁場(chǎng)，同時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向變?yōu)樗较蛴遥瑒t該微粒運(yùn)動(dòng)中距地面的最大高度是多少？

【答案】(1)方向：豎直向下(2) ；(3)

【解析】

試題（1）帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)及重力場(chǎng)能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有電場(chǎng)力與重力平衡，而洛倫茲力提供向心力．從而根據(jù)平衡條件可確定電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向；（2）由粒子所受洛倫茲力提供向心力，從而求出運(yùn)動(dòng)圓弧的半徑與周期，再根據(jù)幾何關(guān)系來(lái)確定圓弧最高點(diǎn)與地面的高度及運(yùn)動(dòng)時(shí)間；（3）當(dāng)撤去磁場(chǎng)時(shí)，粒子受到重力與電場(chǎng)力作用，從而做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．因此此運(yùn)動(dòng)可看成豎直方向與水平方向兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用動(dòng)能定理可求出豎直的高度，最終可算出結(jié)果．

（1）帶電微粒在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與重力應(yīng)平衡，因此，

解得，方向：豎直向下

（2）粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為R，如圖所示。

最高點(diǎn)與地面的距離

解得

該微粒運(yùn)動(dòng)周期為，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)所用時(shí)間為

（3）設(shè)粒子升高度為h，由動(dòng)能定理得

解得

微粒離地面最大高度為：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，點(diǎn)電荷、分別置于M、N兩點(diǎn)，O點(diǎn)為MN連線的中點(diǎn)，點(diǎn)a、b在MN連線上，點(diǎn)c、d在MN中垂線上，它們均關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)下列說(shuō)法正確的是　　

A. c、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同

B. a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相同

C. 將電子沿直線從c移到d，電場(chǎng)力對(duì)電子先做負(fù)功再做正功

D. 將電子沿直線從a移到b，電子的電勢(shì)能一直增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)在用小車(chē)做“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)時(shí)，從打出的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每?jī)牲c(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出來(lái))，上面的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 Hz.

計(jì)算出打下計(jì)數(shù)點(diǎn)2、4時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度分別為v2＝______、v4＝________；該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a＝________.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】從離地面80 m的空中自由落下一個(gè)小球，取g＝10 m/s2，求：

(1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面；

(2)自開(kāi)始下落時(shí)計(jì)時(shí)，在第1 s內(nèi)和最后1 s內(nèi)的位移；

(3)下落時(shí)間為總時(shí)間的一半時(shí)的位移．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)將一直流電源的總功率 PE、輸出功率 PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率 Pr隨電流I變化的圖線畫(huà)在了同一坐標(biāo)系中，如圖中的 a、b、c 所示。則：

（1） 直線 _____表示電源的總功率.

（2） 曲線 ____ 表示電源的輸出功率.

（3） 電源的電動(dòng)勢(shì) E=___V，內(nèi)阻 r=____Ω.

（4）電源的最大輸出功率 Pm=_____W.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在xOy坐標(biāo)系的0≤y≤d的區(qū)域內(nèi)分布著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在d≤y≤2d的區(qū)域內(nèi)分布著垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN為電場(chǎng)和磁場(chǎng)的交界面，ab為磁場(chǎng)的上邊界�，F(xiàn)從原點(diǎn)O處沿x軸正方向發(fā)射初速率為v0、比荷（電荷量與質(zhì)量之比）為k的帶正電粒子，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡恰與ab相切并返回電場(chǎng)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度，不計(jì)粒重力和粒子間的相互作用。試求：

（1）粒子從O點(diǎn)第一次穿過(guò)MN時(shí)的速度大小和水平位移的大�。�

（2）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

（3）粒子從O點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到又返回至x軸所經(jīng)歷的總時(shí)間t。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示的裝置，對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究。一輕質(zhì)彈簧放置在較光滑的水平桌面上，彈簧右端固定，左端與一小球接觸但不拴接；彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小球恰好在桌面邊緣。向右推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放，小球離開(kāi)桌面后落到鋪有白紙和復(fù)寫(xiě)紙的水平地面上，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可得到彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能。

（1）為測(cè)得小球離開(kāi)桌面時(shí)的動(dòng)能Ek，已知重力加速度g，需要測(cè)量下列物理量中的_____________（選填選項(xiàng)前的字母）。

A．小球的質(zhì)量m

B．小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)水平距離s

C．桌面到地面的高度h

D．彈簧的壓縮量x

（2）用所選擇的測(cè)量和已知量表示Ek，Ek=_____________。

（3）如果忽略桌面摩擦阻力的影響，可認(rèn)為小球離開(kāi)桌面時(shí)的動(dòng)能Ek等于彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能Ep。實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得小球質(zhì)量m=190.0g，桌面到地面的高度h=40.00cm。已知彈簧的勁度系數(shù)k=40N/m，本地重力加速度g=9.8m/s2。某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出彈簧的彈性勢(shì)能Ep與彈簧的壓縮量的二次方x2關(guān)系的圖像，如圖2所示。

在Ep–x2圖像中，設(shè)圖像的斜率為β，由圖像可得Ep隨x2變化的表達(dá)式為______________。根據(jù)功與能的關(guān)系，彈性勢(shì)能的表達(dá)式中可能包含x2這個(gè)因子；分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系，與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是_____________。通過(guò)尋找這個(gè)物理量與β間的數(shù)值關(guān)系，可得到彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式為Ep=_____________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，首先按圖甲接線，以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向之間的關(guān)系；然后按圖乙將電流表與線圈B連成一個(gè)閉合回路，將線圈A、電池、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)串聯(lián)成另一個(gè)閉合電路，在圖甲中，當(dāng)閉合S時(shí)，觀察到電流表指針向左偏，不通電時(shí)電流表指針停在正中央。則在圖乙中：

(1)S閉合時(shí)，將螺線管A插入螺線管B的過(guò)程中，電流表的指針________；(填右偏、不偏、左偏)

(2)線圈A放在B中不動(dòng)時(shí)，指針將________；(填右偏、不偏、左偏)

(3)線圈A放在B中不動(dòng)，突然斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，電流表指針將________。(填右偏、不偏、左偏)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)相同的小球A、B用長(zhǎng)度分別為l1、l2的細(xì)線（l1<l2）懸掛于天花板的O1、O2點(diǎn)，兩球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩根細(xì)線與豎直軸夾角均為θ。設(shè)A、B兩球的線速度分別為vA、vB，角速度分別為ωA、ωB，加速度分別為aA、aB，兩根細(xì)線的拉力分別為FA、FB，則（ ）

A.FA<FB

B.vA>vB

C.aA=aB

D.ωA>ωB

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