【題目】如圖所示，坐標(biāo)平面第Ⅰ象限內(nèi)存在大小為E＝3×105N/C、方向水平向左的勻強(qiáng)電場，在第Ⅱ象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．質(zhì)荷比的帶正電的粒子，以初速度v0＝2×107m/s從x軸上的A點(diǎn)垂直x軸射入電場，OA＝0.15 m，不計(jì)粒子的重力．

(1)求粒子經(jīng)過y軸時(shí)的位置到原點(diǎn)O的距離；

(2)若要使粒子不能進(jìn)入第Ⅲ象限，畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進(jìn)入電場后的運(yùn)動(dòng)情況)。

【答案】(1)0.4m；(2)

【解析】

(1)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，x方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，y方向做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本公式求解粒子經(jīng)過y軸時(shí)的位置到原點(diǎn)O的距離；
(2)設(shè)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，畫出運(yùn)動(dòng)的軌跡，結(jié)合臨界條件和向心力公式可求磁場強(qiáng)度。

(1) 設(shè)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，粒子經(jīng)過y軸時(shí)的位置與原點(diǎn)O的距離為y，

則有：

又

y方向的位移：y=v0t

解得：y=0.40m；

(2) 粒子經(jīng)過y軸時(shí)在電場方向的分速度為：vx=at=1.5×107m/s

粒子經(jīng)過y軸時(shí)的速度大小為：

與y軸正方向的夾角為θ，θ=arctan

要粒子不進(jìn)入第三象限，如圖所示，

此時(shí)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R′，則：

由洛倫茲力提供向心力：

解得：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在一個(gè)水平面上建立x軸，在過原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E=6.0×105 N/C，方向與x軸正方向相同．在O處放一個(gè)電荷量q=－5.0×10－8 C、質(zhì)量m=1.0×10－2 kg的絕緣物塊．物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20，沿x軸正方向給物塊一個(gè)初速度v0=2.0 m/s，如圖所示．求物塊最終停止時(shí)的位置．(g取10 m/s2)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在矩形區(qū)域abcd區(qū)域中，分布著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，ab長為L，在ab的中點(diǎn)P處有一電子發(fā)射源，出射電子速率取一切可能值，所有電子出射的速度方向均與ab成30°角，下列說法正確的是(　　 )

A. 只要初速度大小取合適的值，電子可以在磁場中做完整的圓周運(yùn)動(dòng)

B. 電子入射速度越大，在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定越短

C. 從ad邊出射的電子一定比從bc出射的電子運(yùn)動(dòng)時(shí)間短

D. 當(dāng)時(shí)，cd邊無電子射出

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】集寧一中的每層樓樓道內(nèi)都裝有飲水機(jī)，純凈水的質(zhì)量關(guān)乎每一名學(xué)生的身體健康．純凈水質(zhì)量是否合格的一項(xiàng)重要指標(biāo)是它的電導(dǎo)率λ是否超標(biāo)(電導(dǎo)率λ即為電阻率ρ的倒數(shù))．

某同學(xué)選用一根粗細(xì)均勻且絕緣性能良好的圓柱形塑料直管裝滿純凈水樣品(直管兩端用薄金屬圓片電極密封)來測定樣品的電導(dǎo)率(不考慮溫度對電阻的影響)：

(1)實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)分別用刻度尺和游標(biāo)為20分度的游標(biāo)卡尺測定塑料管的長度和內(nèi)徑，刻度尺和游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別如圖甲、乙所示，則可讀出塑料管的長度L＝________m、內(nèi)徑d＝________mm.

(2)該同學(xué)用下列器材測定樣品的電阻：

a．電壓表V(量程0～3 V，內(nèi)阻約為5 kΩ；量程0～15 V，內(nèi)阻約為25 kΩ)；

b．電流表A(量程0～10 mA，內(nèi)阻約為 2 Ω；量程0～50 mA，內(nèi)阻約為0.4 Ω)；

c．滑動(dòng)變阻器R(0～20Ω，2 A)；

d．學(xué)生電源E(電動(dòng)勢4.5 V，內(nèi)阻很小)；

e．開關(guān)S及導(dǎo)線若干．

該同學(xué)先用多用電表粗測管內(nèi)水樣品的電阻值約為500 Ω，要求用盡量精確的方法測出其電阻值，請?jiān)趫D丙中連接實(shí)驗(yàn)電路圖____(圖中有六根導(dǎo)線已經(jīng)接好)．

(3)電導(dǎo)率的表達(dá)式為=__________(用字母U、I、L、d)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．其中M為小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量，m0為小車上滑輪的質(zhì)量．力傳感器可測出輕繩中的拉力大�。�

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是____．

A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量

B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力

C．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)

D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶（兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出），已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為____ m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

(3)該同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度以為縱坐標(biāo)，畫出的a-F圖象是一條直線，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為____________

A． B． C． D．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】請閱讀下列材料，回答問題.

鹽城進(jìn)入高鐵時(shí)代2018年12月26日青鹽鐵路正式通車. 青鹽鐵路建成通車后，將蘇魯東部沿海城市連成一片，鹽城可通過青鹽鐵路接上濟(jì)青高鐵、京滬高鐵直達(dá)北京．下表是鹽城北至青島北某一車次運(yùn)行的時(shí)刻表．

鹽城未來將通過青鹽、鹽通、徐宿淮鹽等鐵路接入上海和長三角地區(qū)，這不僅將深化各省東部沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、人文交流，也為鹽城市民旅游、出行等活動(dòng)帶來極大便利.

【1】下列情況中可將高速列車視為質(zhì)點(diǎn)的是(　　)

A. 研究列車車輪的轉(zhuǎn)速

B. 測量列車通過鐵路橋的時(shí)間

C. 分析列車形狀對所受阻力的影響

D. 計(jì)算列車在鹽城、青島間運(yùn)行的平均速度

【2】比較高速列車在加速、勻速和減速過程中的慣性大小，可知(　　)

A. 慣性一樣大 B. 加速時(shí)慣性大 C. 勻速時(shí)慣性大 D. 減速時(shí)慣性大

【3】列車頭拉著車廂在水平軌道上行駛，車頭拉車廂的力大小為F，車廂拉車頭的力大小為F′.下列說法中正確的是(　　)

A. 加速時(shí)，F(xiàn)>F′

B. 減速時(shí)，F(xiàn)<F′

C. 只有勻速時(shí)，F(xiàn)＝F′

D. 在任何情況下，F(xiàn)＝F′

【4】設(shè)列車在每個(gè)車站都能準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)，準(zhǔn)點(diǎn)開出. 從時(shí)刻表中可知(　　)

A. D1692在連云港站臺停靠45min

B. D1691在11時(shí)28分的瞬時(shí)速度約為105km/h

C. D1691從青島北到鹽城北的總時(shí)間為3h 51min

D. D1692從鹽城北到青島北發(fā)生位移的大小為428km

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，使質(zhì)量m=0.30kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T=0.02s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g=9.8m/s2．

(1)同學(xué)甲選取一條紙帶如圖1所示．在點(diǎn)跡較清晰的部分選取某點(diǎn)O作為起始點(diǎn)，圖中A、B、C、D為紙帶上選取的四個(gè)連續(xù)點(diǎn)．根據(jù)計(jì)算出C點(diǎn)的速度，然后利用mgh=mvc2驗(yàn)證機(jī)械能守恒，這樣處理存在的錯(cuò)誤是____．

(2)同學(xué)乙利用同學(xué)甲的紙帶測量出：OB=15.55cm，OC=19.20cm，OD=23.23cm．根據(jù)測量數(shù)據(jù)計(jì)算重物和紙帶下落的加速度a=____ m/s2，進(jìn)一步計(jì)算重物和紙帶下落過程中所受的阻力f=___ N．（計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

(3)同學(xué)丙通過實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶，測量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下第一個(gè)點(diǎn)的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以為縱軸畫出了如圖2所示的圖線，圖線未過原點(diǎn)O．試分析同學(xué)丙在實(shí)驗(yàn)操作過程中可能出現(xiàn)的問題_____________．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，KLMN是一個(gè)豎直的矩形導(dǎo)線框，全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平方向的勻強(qiáng)磁場中，線框面積為S，MN邊水平，線框繞某豎直固定軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。t 時(shí)刻MN邊與磁場方向的夾角為90°，下列說法正確的是(　　 )

A. t 時(shí)刻穿過線框的磁通量最大，電流為零

B. t 時(shí)刻穿過線框的磁通量最大，電流最大

C. 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為

D. 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，在xOy平面內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，在x軸上方的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，x軸下方的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。一帶電量為-q、質(zhì)量為m的粒子從O點(diǎn)垂直于磁場方向射入，入射速度v與x軸正方向夾角為30°，不計(jì)重力，則粒子從O點(diǎn)射入后

A. 在x軸上方和下方兩磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2:l

B. 在x軸上方和下方兩磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1：5

C. 到經(jīng)過x軸進(jìn)入上方磁場所需的時(shí)間為

D. 能再次回到O點(diǎn)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案