如圖，空間某區(qū)域存在寬度為5d=0.4m豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為0.1V/m，在電場中還存在3個磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樗降膭驈?qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T。一帶負(fù)電小球從離磁場1上邊界h=0.2m的A處自由下落。帶電小球在這個有電場和磁場的區(qū)域運(yùn)動。已知磁場寬度為d=0.08m，兩個磁場相距也為d=0.08m,帶電小球質(zhì)量為m=10-5kg,小球帶有的電荷量為q=-10-3C.求：

（1）小球剛進(jìn)入電場磁場區(qū)域時的速度；

（2）小球第一次離開磁場1時的速度及穿過磁場1磁場2所用的時間；

（3）帶電小球能回到與A同一高度處嗎？如不能回到同一高度，請你通過計(jì)算加以說明；如能夠回到同一高度，則請求出從A處出發(fā)開始計(jì)時到回到同一高度的時刻（假設(shè)磁場電場區(qū)域足夠長，g=10m/s2，）

 

(1)2m/s方向豎直向下 (2)2m/s, 0.092s (3)

【解析】

試題分析：（1）微粒在進(jìn)入電場磁場區(qū)域之前為自由落體運(yùn)動，因此有

，，方向豎直向下

（2）微粒進(jìn)入電場磁場區(qū)域時，始終受到重力、電場力作用，但重力、電場力始終大小相等，方向相反，因此，微粒在電場磁場區(qū)域運(yùn)動時可以不考慮這兩個力的影響。微粒在磁場1中運(yùn)動時只考慮洛倫磁力的作用。微粒在磁場1中做勻速圓周運(yùn)動，微粒離開磁場1時速度大小還是；假設(shè)微粒在磁場1中運(yùn)動時圓弧對應(yīng)的圓心角為，則 ，所以帶電微粒離開磁場1時速度方向?yàn)榕c豎直方向的夾角為

微粒在磁場1和磁場2中運(yùn)動時的兩端圓弧半徑相等，兩端圓弧對接后所對的圓心角為

則，則，時間

（3）分析微粒在電場磁場區(qū)域的運(yùn)動情況，微�？梢曰氐脚cA等高的位置。

在三個磁場中運(yùn)動的總時間為半個圓周運(yùn)動周期，秒

微粒在電場磁場區(qū)域運(yùn)動的總時間為秒

微粒在磁場1和磁場2之間的電場中運(yùn)動為勻速直線運(yùn)動，

總時間為秒

微粒在磁場3和磁場2之間的電場中運(yùn)動也為勻速直線運(yùn)動，

總時間為秒

所以，微粒要回到與A等高處的最少時間

0.31+0.4+0.087+0.13=0.93秒

考點(diǎn)：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年浙江省高三最后一模理綜物理試卷（解析版） 題型：選擇題

2013年12月2日凌晨2時17分，“嫦娥三號”由“長征三號乙”運(yùn)載火箭成功送入太空，經(jīng)過一系列的調(diào)控和變軌，“嫦娥三號”最終順利降落在月球表面，如圖所示．“嫦娥三號”在地月轉(zhuǎn)移軌道調(diào)整后進(jìn)入環(huán)月圓形軌道，進(jìn)一步調(diào)整后進(jìn)入環(huán)月橢圓軌道，有關(guān)“嫦娥三號”下列說法不正確的是

A.飛船在環(huán)繞月球的橢圓軌道上時B處的加速度等于在圓軌道上時B處的加速度

B.在地球上的發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度

C.從軌道上近月點(diǎn)C飛行到月面著陸點(diǎn)D，飛船最后著落過程處于超重狀態(tài)

D.飛船在環(huán)繞月球的圓軌道上B處須點(diǎn)火減速才能進(jìn)入橢圓軌道

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年浙江省高三下學(xué)期4月聯(lián)考二模物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示為兒童樂園里一項(xiàng)游樂活動的示意圖：金屬導(dǎo)軌傾斜固定，傾角為α，導(dǎo)軌上開有一狹槽，內(nèi)置一小球，球可沿槽無摩擦滑動，繩子一端與球相連，另一端連接一抱枕，小孩可抱住抱枕與之一起下滑，繩與豎直方向夾角為β，且保持不變。假設(shè)抱枕質(zhì)量為m1，小孩質(zhì)量 為m2，小球、繩的質(zhì)量及空氣阻力忽略不計(jì)，則下列說法正確的是

A.分析可知α=β

B.小孩與抱枕一起做勻速直線運(yùn)動

C.小孩對抱枕的作用力平行導(dǎo)軌方向向下

D.繩子拉力與抱枕對小孩的作用力之比為（m1+m2）:m2

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年浙江省嘉興市高三教學(xué)測試（即一模）理科綜合物理試卷（解析版 題型：計(jì)算題

（22分）如圖所示，兩根相距為L的金屬導(dǎo)軌固定于傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，一根質(zhì)量為m、長為L、電阻為3R 的金屬棒兩端放于導(dǎo)軌上，金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為?，棒與導(dǎo)軌的接觸電阻不計(jì)。導(dǎo)軌下端連有阻值為2R的電阻和電流傳感器，電流傳感器與計(jì)算機(jī)相連，且其電阻忽略不計(jì)。斜面上分布著寬度為a、間距為b的2014段方向垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場（a>b）。金屬棒初始位于OO′處，與第1磁場區(qū)域相距2a，金屬棒由靜止開始釋放。（重力加速度為g）

（1）為使金屬棒均能勻速通過每段勻強(qiáng)磁場區(qū)域，求第1磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1大��；

（2）在滿足（1）情況下，求金屬棒進(jìn)入第3磁場區(qū)域時的速度v3大小和第2014磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2014大�。�

（3）現(xiàn)使2014段磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度均相同，當(dāng)金屬棒穿過各段磁場時，發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)顯示出的電流I隨時間t以固定的周期做周期性變化，請?jiān)诖痤}紙上給定的坐標(biāo)系中定性地畫出計(jì)算機(jī)顯示的I－t圖（假設(shè)從金屬棒進(jìn)入第1段磁場開始計(jì)時，圖中T為其周期）。

（4）在（3）的情況下，求整個過程中導(dǎo)軌下端電阻上產(chǎn)生的熱量，以及金屬棒從第2014磁場區(qū)域穿出時的速度大小。

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年浙江省嘉興市高三教學(xué)測試（即一模）理科綜合物理試卷（解析版 題型：選擇題

“嫦娥二號”曾飛向距離地球150萬公里外的“第二拉格朗日點(diǎn)”（圖中M），在太陽和地球引力共同作用下，“嫦娥二號”能在M點(diǎn)與地球一起繞太陽運(yùn)動（視為圓周運(yùn)動）。不考慮其他星球影響，與地球相比，“嫦娥二號”

A．周期大 B．角速度大 C．線速度小 D．向心加速度小

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年浙江省五校高三第二次聯(lián)考理綜物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如果太陽系幾何尺寸等比例地縮小，當(dāng)太陽和地球之間的平均距離為1m時，地球繞太陽公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動，則下列物理量變化正確的是（假設(shè)各星球的密度不變）（ ）

A．地球受到的向心力比縮小前的大

B．地球的向心加速度比縮小前的小

C．地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同

D．地球繞太陽公轉(zhuǎn)的線速度比縮小前的大

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年浙江省高考考前模擬物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（22分）質(zhì)量為m的飛機(jī)模型，在水平跑道上由靜止勻加速起飛，假定起飛過程中受到的平均阻力恒為飛機(jī)所受重力的k倍，發(fā)動機(jī)牽引力恒為F，離開地面起飛時的速度為v，重力加速度為g。求：

（1）飛機(jī)模型的起飛距離（離開地面前的運(yùn)動距離）

（2）若飛機(jī)起飛利用電磁彈射技術(shù)，將大大縮短起飛距離。圖甲為電磁彈射裝置的原理簡化示意圖，與飛機(jī)連接的金屬塊（圖中未畫出）可以沿兩根相互靠近且平行的導(dǎo)軌無摩擦滑動。使用前先給電容為C的大容量電容器充電，彈射飛機(jī)時，電容器釋放儲存電能所產(chǎn)生的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過金屬塊，再從另一根導(dǎo)軌流出；導(dǎo)軌中的強(qiáng)大電流形成的磁場使金屬塊受磁場力而加速，從而推動飛機(jī)起飛。

①在圖乙中畫出電源向電容器充電過程中電容器兩極板間電壓u與極板上所帶電荷量q的圖象，在此基礎(chǔ)上求電容器充電電壓為U0時儲存的電能；

②當(dāng)電容器充電電壓為Um時彈射上述飛機(jī)模型，在電磁彈射裝置與飛機(jī)發(fā)動機(jī)同時工作的情況下，可使起飛距離縮短為x。若金屬塊推動飛機(jī)所做的功與電容器釋放電能的比值為η，飛機(jī)發(fā)動的牽引力F及受到的平均阻力不變。求完成此次彈射后電容器剩余的電能。

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年河南省濮陽市高三第二次模擬考試物理試卷（解析版） 題型：填空題

（6分）利用油膜法可粗略測寫分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)。若已知n滴油的總體積為v，一滴油所形成的單分子油膜的面積為S，這種油的摩爾質(zhì)量為μ，密度為ρ.則可求出一個油分子的直徑d= ；阿伏加德羅常數(shù)= 。

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年河南省洛陽市高三下學(xué)期統(tǒng)考（二練）物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，Q1和Q2是兩個電荷量大小相等的點(diǎn)電荷，MN是兩電荷的連線，HG是兩電荷連線的中垂線，O是垂足。下列說法正確的是

A．若兩電荷是異種電荷，則OM的中點(diǎn)與ON的中點(diǎn)電勢一定相等

B．若兩電荷是異種電荷，則O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小，與MN上各點(diǎn)相比是最小的，而與HG上各點(diǎn)相比是最大的

C．若兩電荷是同種電荷，則OM中點(diǎn)與ON中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度一定相同

D．若兩電荷是同種電荷，則O點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小，與MN上各點(diǎn)相比是最小的，與HG上各點(diǎn)相比是最大的

 

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同步練習(xí)冊答案