分析 (1)帶電小球進入電磁場后做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,重力與電場力合力為零,據(jù)此求出荷質(zhì)比.
(2)帶電小球在電磁場中做勻速圓周運動,求出小球轉(zhuǎn)過的圓心角,然后求出在磁場中的運動時間,離開磁場后小球做勻速直線運動,求出在電場中的運動時間,然后求出總的運動時間.
解答 解:(1)帶電小球在電磁場區(qū)域做勻速圓周運動,
重力與電場力合力為零,洛倫茲力提供向心力,
則:mg=qE,解得:$\frac{q}{m}$=$\frac{g}{E}$;
(2)小球在電磁場區(qū)域做勻速圓周運動,
洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:
qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,由題意知:r=2l,解得:v=$\frac{2glB}{E}$,
小球進入電磁場前做自由落體運動,
自由落體運動時間:t1=$\frac{v}{g}$=$\frac{2lB}{E}$,
小球在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角為θ:sinθ=$\frac{l}{r}$=$\frac{l}{2l}$=$\frac{1}{2}$,θ=30°,
粒子在磁場中做圓周運動的周期:T=$\frac{2πm}{qB}$,
在磁場中的運動時間:t2=$\frac{θ}{360°}$T=$\frac{πm}{6qB}$;
小球離開磁場后做勻速直線運動,速度方向與豎直方向PP′成30°角,
Pb′=rcos30°=$\sqrt{3}$l,b′c=3l,小球恰好從c點射出,
小球離開磁場直到離開電場所用時間:t3=$\frac{Pc}{v}$=$\frac{2\sqrt{3}l}{v}$,
小球的運動時間:t=t1+t2+t3=$\frac{2Bl}{E}$+$\frac{E(π+6\sqrt{3})}{6Bg}$;
答:(1)帶電小球的電荷量與質(zhì)量之比為$\frac{g}{E}$;
(2)小球從釋放到射出電場所需要的時間為$\frac{2Bl}{E}$+$\frac{E(π+6\sqrt{3})}{6Bg}$.
點評 本題考查了帶電小球在復合場中的運動,小球先做自由落體運動,然后做勻速圓周運動,最后做勻速直線運動,分析清楚小球的運動過程是解題的前提與關(guān)鍵,應(yīng)用平衡條件、牛頓第二定律與運動學公式可以解題.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 在(-d<x<d)區(qū)間內(nèi),該電場為勻強電場 | |
B. | 若將一電子放在(-d<x<d)區(qū)間內(nèi),則電子在x=0處的電勢能最小 | |
C. | 若將一質(zhì)子在(-d<x<0)區(qū)間內(nèi)靜止釋放,則該質(zhì)子在該區(qū)域中運動時的電勢能與動能的總和可能為正 | |
D. | 若將一質(zhì)子在(-d<x<0)區(qū)間內(nèi)靜止釋放,則該質(zhì)子在該區(qū)域中一定做直線運動 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | Q的加速度一定小于 gsinθ | B. | 懸線所受拉力為 Gsinθ | ||
C. | 懸線所受拉力為Gcosθ | D. | 懸線一定不與繩索垂直 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
次數(shù) | M/kg | |v22-v12|/m2s-2 | △E/J | F/N | W/J |
1 | 0.500 | 0.760 | 0.190 | 0.400 | 0.200 |
2 | 0.500 | 1.65 | 0.413 | 0.840 | 0.420 |
3 | 0.500 | 2.40 | △E3 | 1.22 | W3 |
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