如圖a所示,水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷的正電荷置于電場(chǎng)中的O點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過(guò)后,電荷以v0=l.5 ×104 m/s的速度通過(guò)MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)與紙面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖6所示規(guī)律周期性變化(圖b中磁場(chǎng)以垂直紙面向外為正,以電荷第一次通過(guò)MN時(shí)為t=0時(shí)刻).求:
1.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E;
2.圖6中時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離;
3.如果在O點(diǎn)右方d=67.5cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從0點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間(取3.14,計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
1.
2.4cm
3.
【解析】⑴電荷在電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)其在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,有:
解得: (4分)
⑵當(dāng)磁場(chǎng)垂直紙面向外時(shí),電荷運(yùn)動(dòng)的半徑:
周期 (1分)
當(dāng)磁場(chǎng)垂直紙面向里時(shí),電荷運(yùn)動(dòng)的半徑:
周期 (1分)
故電荷從t=0時(shí)刻開始做周期性運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。
×10-5s時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離:Δd==4cm (2分)
⑶電荷從第一次通過(guò)MN開始,其運(yùn)動(dòng)的周期為:
根據(jù)電荷的運(yùn)動(dòng)情況可知,電荷到達(dá)檔板前運(yùn)動(dòng)的完整周期數(shù)為15個(gè),有:
電荷沿ON運(yùn)動(dòng)的距離:s=15Δd=60cm
故最后8cm的距離如圖所示,有:
解得: 則 (2分)
故電荷運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
q |
m |
π |
15 |
4π |
5 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
q |
m |
π |
15 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
如圖a所示,水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷的正電荷置于電場(chǎng)中的O點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過(guò)×10-5s后,電荷以v0=1.5×l04m/s的速度通過(guò)MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)與紙面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化(圖b中磁場(chǎng)以垂直紙面向外為正,以電荷第一次通過(guò)MN時(shí)為t=0時(shí)刻)。求:
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E
(2)圖b中×10-5s時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離
(3)如果在O點(diǎn)右方d= 68cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間。(,)
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科目:高中物理 來(lái)源:2013-2014學(xué)年湖北省八市高三3月聯(lián)考物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題
(19分)如圖a所示,水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷的正電荷置于電場(chǎng)中的O點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過(guò)后,電荷以的速度通過(guò)MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)與紙面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化(圖b中磁場(chǎng)以垂直紙面向外為正,以電荷第一次通過(guò)MN時(shí)為t=0時(shí)刻).計(jì)算結(jié)果可用π表示。
(1)求O點(diǎn)與直線MN之間的電勢(shì)差;
(2)求圖b中時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離;
(3)如果在O點(diǎn)右方d=67.5cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間。
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