12.如圖所示的直角坐標(biāo)系中,在直線x=-2l0的y軸區(qū)域內(nèi)存在兩個大小相等、方向相反的有界勻強電場,其中x軸上方的電場的方向沿y軸負(fù)方向,x軸下方的電場方向沿y軸正方向.在電場左邊界上A(-2l0,-l0)到C(-2l0,0)區(qū)域內(nèi),連續(xù)分布著電荷量為+q,質(zhì)量為m的粒子.從某時刻起由A點到C點間的粒子,依次連續(xù)以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場.若從A點射入的粒子,恰好從y軸上的A′(0,l0)沿x軸正方向射出電場,其軌跡如圖所示.不計粒子的重力及它們間的相互作用.
(1)求勻強電場的電場強度E;
(2)求AC間還有哪些位置的粒子,通過電場后也能沿x軸正方向運動?

分析 (1)從A點射出的粒子沿x軸方向做勻速直線運動,可求運動時間,由于其射出電場時的速度沿初速度方向,并且入射點與出射點的縱坐標(biāo)絕對值相等,可知粒子在兩電場的運動具有對稱性,在每個電場中的運動時間都是總時間的一半,利用沿電場方向的勻變速運動規(guī)律可解場強大小
(2)凡是射出電場后能沿x軸正方向運動的粒子,其出射時沿y方向的分速度必為零,可知其運動軌跡相對于x軸具有對稱性,并且運動時間內(nèi)沿x正方向的位移必為2l

解答 解:(1)從A點射出的粒子,由A到A'的運動時間為T,根據(jù)運動軌跡和對稱性,x軸方向

2L0=V0T①
y軸方向${L_0}=\frac{1qE}{2m}{(\frac{T}{2})^2}$②
解得:$E=\frac{2mV_0^2}{{q{L_0}}}$③
(2)設(shè)到C點的距離為△y處射出的粒子通過電場后也沒x軸正方向,粒子第一次達x軸用時△t,水平位移為△x,則△x=V0△t$△y=\frac{1}{2}\frac{qE}{m}{(△t)^2}$④
粒子從電場射出時的速度方向也將沿x軸正方向,則2L0=n•2△x⑤
解之得:$△y=\frac{1}{2}\frac{qE}{n}{(\frac{L_0}{{n{V_0}}})^2}=\frac{1}{n^2}{L_0}$⑥
即AC間y坐標(biāo)為$y=-\frac{1}{n^2}{L_0}(n=1,2,3,…)$⑦
答:(1)勻強電場的電場強度為$\frac{2m{V}_{0}^{2}}{q{L}_{0}}$;
(2)即AC間y坐標(biāo)為y=-$\frac{1}{{n}^{2}}$l0(n=1、2、3、)的粒子出電場后沿x軸正向運動

點評 本題關(guān)鍵是將粒子的運動沿著水平方向和豎直方向正交分解,然后根據(jù)牛頓運動定律和運動學(xué)公式列式分析求解;解題過程中要巧妙借用軌跡圖分析

練習(xí)冊系列答案
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2.如圖所示,一對平行光滑的金屬軌道放置在水平面上,兩軌道相距l(xiāng)=1m,兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接,一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿垂直且靜止放在軌道上,軌道的電阻可忽略不計,整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道平面向上,現(xiàn)用水平拉力沿軌道平面方向拉導(dǎo)體桿,拉力F與導(dǎo)體桿運動的位移S間的關(guān)系為F=F0+kS,其中F0=6N,k=1N/m,當(dāng)導(dǎo)體桿運動速度v=8m/s時,拉力達到最大并保持不變,此后桿做勻速運動,當(dāng)位移S=2.5m時撤去拉力,導(dǎo)體桿又滑行一段距離后停下,求:
(1)拉力的最大值Fm;
(2)導(dǎo)體桿開始運動到速度剛達v=8m/s的過程中,通過電阻R的電量q;
(3)拉力F作用過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.磁懸浮列車的運動原理如圖所示,在水平面上有兩根很長的平行直導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間有與導(dǎo)軌垂直且方向相反的勻強磁場B1和B2,B1和B2相互間隔,導(dǎo)軌上有金屬框abcd.當(dāng)磁場B1和B2同時以恒定速度沿導(dǎo)軌向右勻速運動時,金屬框也會沿導(dǎo)軌向右運動.已知兩導(dǎo)軌間距L1=0.4m,兩種磁場的寬度均為L2,L2=ab,B1=B2=B=1.0T.金屬框的質(zhì)量m=0.1kg,電阻R=2.0Ω.設(shè)金屬框受到的阻力與其速度成正比,即f=kv,比例系數(shù)k=0.08kg/s.求:

(1)若金屬框達到某一速度時,磁場停止運動,此后某時刻金屬框的加速度大小為a=6.0m/s2,則此時金屬框的速度v1多大?
(2)若磁場的運動速度始終為v0=5m/s,在線框加速的過程中,某時刻線框速度v′=2m/s,求此時線框的加速度a′的大小
(3)若磁場的運動速度始終為v0=5m/s,求金屬框的最大速度v2為多大?此時裝置消耗的功率為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.小船在靜水中的速度是4m/s,水流速度為3m/s,河的寬度為200m.則( 。
A.小船不可能到達正對岸
B.小船渡河到達對岸通過的位移最短為250m
C.小船渡河到達對岸的時間不會少于50s
D.小船在水中的運動軌跡是一條曲線

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7.如圖所示,正方形絕緣光滑水平臺面WXYZ邊長l=1.8m,距地面h=0.8m.平行板電容器的極板CD間距d=0.1m且垂直放置于臺面,C板位于邊界WX上,D板與邊界WZ相交處有一小孔.電容器外的臺面區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度B=1T、方向豎直向上的勻強磁場.電荷量q=5×10-13 C的微粒靜止于W處,在CD間加上恒定電壓U=2.5V,板間微粒經(jīng)電場加速后由D板所開小孔進入磁場(微粒始終不與極板接觸),然后由XY邊界離開臺面.在微粒離開臺面瞬時,靜止于X正下方水平地面上A點的滑塊獲得一水平速度,在微粒落地時恰好與之相遇.假定微粒在真空中運動,極板間電場視為勻強電場,滑塊視為質(zhì)點,滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,取g=10m/s2
(1)求微粒在極板間所受電場力的大小并說明兩板的極性;
(2)求由XY邊界離開臺面的微粒的質(zhì)量范圍;
(3)若微粒質(zhì)量m0=1×10-13 kg,求滑塊開始運動時所獲得的速度.

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17.總質(zhì)量為M的火箭被飛機釋放時的速度為v0,方向水平.釋放后火箭立即向后以相對于地面的速率u噴出質(zhì)量為m的燃?xì),火箭相對于地面的速度變(yōu)槎啻螅?/div>

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4.伴星技術(shù)是國際航天領(lǐng)域的一項重要應(yīng)用技術(shù),其主要作用是:對飛船進行照相和視頻觀測;在返回艙返回后,由地面測控系統(tǒng)控制,擇機進行對軌道艙形成伴隨飛行軌道的試驗,為載人航天工程后續(xù)任務(wù)中交會對接和拓展空間應(yīng)用領(lǐng)域奠定技術(shù)基礎(chǔ).在航天員完成任務(wù)準(zhǔn)備返回地球時,與返回艙分離,此時,伴飛衛(wèi)星將開始其觀測、“追趕”、繞飛的三個程序:第一程序是由其攜帶的導(dǎo)航定位系統(tǒng)把相關(guān)信息傳遞給地面飛控中心,通過地面接收系統(tǒng),測量伴星與軌道艙的相對距離;第二程序是由地面飛控中心發(fā)送操作信號,控制伴星向軌道艙“追”去;第三程序是通過變軌調(diào)姿,繞著軌道艙飛行.下列關(guān)于伴星的說法中正確的是(  )
A.伴星保持相距軌道艙一定距離時的向心加速度等于飛船的向心加速度
B.伴星軌道艙“追”去時,小衛(wèi)星和向后噴出的氣體組成的系統(tǒng)動量守恒
C.若要伴星“追”上軌道艙,只需在原軌道上加速即可
D.伴星繞軌道艙飛行時,飛船對它的萬有引力不足以提供它繞飛船繞行的向心力

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1.在如圖所示的電路中,電源的負(fù)極接地,其電動勢為E、內(nèi)電阻為r,R1、R2為定值電阻,R3為滑動變阻器,C為電容器,A、V為理想電流表和電壓表.在滑動變阻器滑動頭P自a端向b端滑動的過程中,下列說法中正確的是( 。
A.電壓表示數(shù)變小B.電流表示數(shù)變小
C.電容器C所帶電荷量減少D.a點的電勢降低

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2.在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中,待測電阻絲阻值約為4Ω.
①用螺旋測微器測量電阻絲的直徑d.其中一次測量結(jié)果如圖1所示,圖中讀數(shù)為d=0.855 mm.
②為了測量電阻絲的電阻R,除了導(dǎo)線和開關(guān)外,還有以下一些器材可供選擇:
電壓表V,量程3V,內(nèi)阻約3kΩ
電流表A1,量程0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω
電流表A2,量程100μA,內(nèi)阻約2000Ω
滑動變阻器R1,0~1750Ω,額定電流0.3A
滑動變阻器R2,0~50Ω,額定電流1A
電源E(電動勢為3V,內(nèi)阻約為1.2Ω)
為了調(diào)節(jié)方便,測量準(zhǔn)確,實驗中應(yīng)選用電流表A1,滑動變阻器R2.(填器材的符號)
③請在圖2虛線框內(nèi)畫出電路圖,并根據(jù)電路圖在圖3所給的實物圖中連線.
④用測量量表示計算材料電阻率的公式是ρ=$\frac{π{Ud}^{2}}{4Il}$(已用刻度尺測量出接入電路中的金屬導(dǎo)線的有效長度為l).

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