質(zhì)量為m，電量為+q的小球以初速度以與水平方向成θ角射出，如圖4所示，如果在某方向加上一定大小的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，能保證小球仍沿方向做直線運(yùn)動(dòng)，試求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的最小值，加了這個(gè)電場(chǎng)后，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間速度變?yōu)榱悖?/p>

           


解析:

由題知小球在重力和電場(chǎng)力作用下沿方向做直線運(yùn)動(dòng)，可知垂直方向上合外力為零，或者用力的分解或力的合成方法，重力與電場(chǎng)力的合力沿所在直線。

建如圖5所示坐標(biāo)系，設(shè)場(chǎng)強(qiáng)E與成角，則受力如圖：

圖5

由牛頓第二定律可得：

0                ①

           ②

由①式得：            ③

由③式得：時(shí)，E最小為

其方向與垂直斜向上，將代入②式可得

即在場(chǎng)強(qiáng)最小時(shí)，小球沿做加速度為的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t時(shí)速度為0，則：

，可得：

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：

（2012?邯鄲模擬）如圖所示為某一儀器的部分原理示意圖，虛線OA、OB關(guān)于y軸對(duì)稱，且∠AOB=90°，OA、OB將xOy平面分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域，區(qū)域Ⅰ、Ⅲ內(nèi)存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E、方向相反．現(xiàn)有質(zhì)量為m，電量為+q（q＞0）的大量帶電粒子從x軸上的粒子源P處以速度v0沿y軸正方向射出，到達(dá)OA上的M點(diǎn)時(shí)速度與OA垂直．（不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用）求：
（1）粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的時(shí)間；
（2）為使粒子能從M點(diǎn)經(jīng)Ⅱ區(qū)域通過(guò)OB上的N點(diǎn)，M、N點(diǎn)關(guān)于y軸對(duì)稱，可在區(qū)域Ⅱ內(nèi)加一垂直xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值和粒子經(jīng)過(guò)區(qū)域Ⅲ到達(dá)x軸上Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)；
（3）當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度�。�2）問(wèn)中的最小值時(shí)，且該磁場(chǎng)僅分布在區(qū)域Ⅱ內(nèi)的一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)．由于某種原因的影響，粒子經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度并不嚴(yán)格與OA垂直，成散射狀，散射角為θ，但速度大小均相同，如圖所示．求所有粒子經(jīng)過(guò)OB時(shí)的區(qū)域長(zhǎng)度．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，在xoy平面直角坐標(biāo)系的第一象限有射線OA，OA與x軸正方向夾角為30°，OA與y軸所夾區(qū)域內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其他區(qū)域存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．有一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子，從y軸上的P點(diǎn)沿著x軸正方向以初速度v0射入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)垂直于射線OA進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，過(guò)y軸正半軸上的M點(diǎn)再次垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)．已知OP=h，不計(jì)粒子重力，求：
（1）粒子經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度大��；
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大�。�
（3）粒子從Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)所用的時(shí)間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，在xoy平面直角坐標(biāo)系的第一象限有射線OA，OA與x軸正方向夾角為30°，OA與y軸所夾區(qū)域內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，第二象限存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2，其它區(qū)域存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．有一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子，從y軸上的P點(diǎn)沿著x軸正方向以初速度v0射入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)垂直于射線OA進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)垂直x軸進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E2，過(guò)y軸正半軸上的P點(diǎn)再次進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，已知OP=h，不計(jì)粒子重力，求：
（1）粒子經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度大��；
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度E1的大��；
（3）粒子從Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所用的時(shí)間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?雙流縣模擬）如圖1所示，建立Oxy坐標(biāo)系，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱，極板長(zhǎng)度和板間距均為l，第一、四象限有磁場(chǎng)，方向垂直于Oxy平面向里．位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右連續(xù)發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度相同、重力不計(jì)的帶電粒子．在0～3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓（不考慮極板邊緣的影響）．已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t0時(shí)刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng)．上述m、q、l、t0、B為已知量．（不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況）求：
（1）兩板間的電壓U0．
（2）0～3t0時(shí)間內(nèi)射入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間t．
（3）
12
t0時(shí)刻射入兩板間的帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，x軸上方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向與y軸平行；x軸下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里．一質(zhì)量為m、電量為-q（q＞0）的粒子以速度v0從y軸上的P點(diǎn)平行x軸方向射入電場(chǎng)后，從x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并從坐標(biāo)原點(diǎn)O離開(kāi)磁場(chǎng)．已知OP=L，OQ=2L．不計(jì)重力和一切摩擦，求：
（1）粒子到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的速度大小和方向
（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑
（3）粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
（4）粒子離開(kāi)P點(diǎn)后第一次到達(dá)Y軸時(shí)的位置坐標(biāo)．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案