如圖，豎直面內(nèi)坐標系xOy第一、三象限角平分線A1A2右側(cè)區(qū)域有勻強電場和勻強磁場。平行板M、N如圖放置，M板帶正電。帶負電的N板在x軸負半軸上。N板上有一小孔P，離原點O的距離為L。A1A2上的Q點處于P孔正下方。已知磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向外。M、N板間距為L、電壓為。質(zhì)量為m、電量為+q的小球從OA2上坐標為(b，b)的某點以速度v水平向右進入場區(qū)，恰好能做勻速圓周運動。（重力加速度為g）

（1）求A1A2右側(cè)區(qū)域內(nèi)電場強度大小與方向。

（2）當(dāng)b與v滿足怎樣的關(guān)系表達式時，小球均能從Q點離開場區(qū)？

（3）要使小球能進入M、N板間但又不碰上M板，求b的取值范圍。


解：（1）帶電粒子進入場區(qū)后能做勻速圓周運動，則必須滿足

                 

解得              

方向豎直向上     

（2）如圖，粒子從坐標為(b，b)的位置出發(fā)，從Q點離開，由幾何關(guān)系得，其圓周運動的半徑為R=b+L.                 

又                    

由解得             

（3）粒子離開場區(qū)時速度方向豎直向上，因此要使粒子能進入MN板間，則粒子必須從Q點離開場區(qū)后作豎直上拋運動經(jīng)P孔進入MN板間。

假設(shè)粒子在場區(qū)做圓周運動的速度為v，若粒子到達P孔時速度為零，則有

                 

解得                  

若粒子到達M板時速度為零，則有

                

解得                       

則要使粒子能進入MN板間，則其在場區(qū)做勻速圓周運動的速度范圍為

         

由得         

【評分說明：第（1）問給4分，①式2分，②式1分，電場強度方向1分；③④⑤⑥⑧各2分；⑦⑨⑩各1分。共18分�！�


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


 “嫦娥三號”衛(wèi)星在距月球100公里的圓形軌道上開展科學(xué)探測，其飛行的周期為118分鐘。若已知月球半徑和萬有引力常量，由此可推算

A．“嫦娥三號”衛(wèi)星繞月運行的速度

B．“嫦娥三號”衛(wèi)星的質(zhì)量

C．月球?qū)Α版隙鹑枴毙l(wèi)星的吸引力

D．月球的質(zhì)量

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L1、L2、L3、L4， 在L1L2之間、L3L4之間存在勻強磁場，大小均為1 T，方向垂直于虛線所在平面．現(xiàn)有一矩形線圈abcd，寬度cd＝L＝0.5 m，質(zhì)量為0.1 kg，電阻為2 Ω，將其從圖示位置靜止釋放(cd邊與L1重合)，速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，t1時刻cd邊與L2重合，t2時刻ab邊與L3重合，t3時刻ab邊與L4重合，已知t1～t2的時間間隔為0.6 s，整個運動過程中線圈平面始終處于豎直方向.(重力加速度g取10m/s2)則

A．在0～t1時間內(nèi)，通過線圈的電荷量為0.25 C

B．線圈勻速運動的速度大小為8 m/s

C．線圈的長度為1 m

D．0～t3時間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為4.2 J

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科目：高中物理 來源： 題型：


某物理課外興趣小組設(shè)計了如圖所示裝置。AB段為一豎直細圓管，BPC是一個半徑R=0.4m的半圓軌道，C端的下方有一質(zhì)量M=0.2kg的小車，車上有半徑r=0.2m的半圓軌道DEF（D與C在同一條豎直線上），小車的左側(cè)緊靠一固定障礙物。在直管的下方有被壓縮的輕質(zhì)彈簧，上端放置一質(zhì)量為m=0.1kg的小球（小球直徑略小于圓管的直徑，遠遠小于R、r，此球可視為質(zhì)點）。已知小球到B端的距離為h1=1.2m，C、D間豎直距離為h2=1m。在某一時刻，釋放彈簧，小球被豎直向上彈起，恰好能通過半圓軌道BPC的最高點P；小球從C端豎直向下射出后，又恰好沿切線方向從D端進入半圓軌道DEF，并能從F端飛出。若各個接觸面都光滑，重力加速度取g=10m/s2，試求：

（1）彈簧被釋放前具有的彈性勢能EP；

（2）小球被第一次到達E點時的速度大小及從F點飛出后能上升的最大高度；（相對F點）

（3）小球下落返回到E點時小球和小車的速度的大小和方向。

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科目：高中物理 來源： 題型：


高頻焊接技術(shù)的原理如圖（a）。線圈接入圖（b）所示的正弦式交流電（以電流順時針方向為正），圈內(nèi)待焊工件形成閉合回路。則（      ）

A．圖（b）中電流有效值為I

B．0~ t1時間內(nèi)工件中的感應(yīng)電流變大

C．0~ t1時間內(nèi)工件中的感應(yīng)電流方向為逆時針

D．圖（b）中T越大，工件溫度上升越快


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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，空間存在足夠大、正交的勻強電、磁場，電場強度為E、方向豎直向下，磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里。從電、磁場中某點P由靜止釋放一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（粒子受到的重力忽略不計），其運動軌跡如圖虛線所示。對于帶電粒子在電、磁場中下落的最大高度H，下面給出了四個表達式，用你已有的知識計算可能會有困難，但你可以用學(xué)過的知識對下面的四個選項做出判斷。你認為正確的是

A. B.

C. D.


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科目：高中物理 來源： 題型：


質(zhì)量為m=2㎏的物塊靜止放在粗糙水平面上，物塊與水平面的動摩擦因數(shù)µ=0.75，在水平恒力F1作用下物塊沿水平面做直線運動，經(jīng)過2s撤去力F1，并給物塊施加一個與水平面成θ=53°向下的推力F2，如圖所示。在F2的作用下，物塊再運動2s，此時物塊的速度為v=10m∕s。已知sin37°=0.8，g=10m/s2。求水平推力F1對物塊所做的功。

 


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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，正方形單匝均勻線框abcd邊長L=0.4m，每邊電阻相等，總電阻R=0.5Ω。一根足夠長的絕緣輕質(zhì)細線跨過兩個輕質(zhì)光滑定滑輪，一端連接正方形線框，另一端連接絕緣物體P，物體P放在一個光滑的足夠長的固定斜面上，斜面傾角θ=30°，斜面上方的細線與斜面平行。在正方形線框正下方有一有界的勻強磁場，上邊界I和下邊界II都水平，兩邊界之間距離也是L=0.4m。磁場方向水平且垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小B=0.5T。現(xiàn)讓正方形線框的cd邊距上邊界I的正上方高度h=0.9m的位置由靜止釋放，且線框在運動過程中始終與磁場垂直，cd邊始終保持水平，物體P始終在斜面上運動，線框剛好能以v=3m/s的速度進入并勻速通過磁場區(qū)域。釋放前細線繃緊，重力加速度 g=10m/s2，不計空氣阻力。

(1) 線框的cd邊在勻強磁場中運動的過程中，c、d 間的電壓是多大？

(2) 線框的質(zhì)量m1和物體P的質(zhì)量m2分別是多大？

(3) 在cd邊剛進入磁場時，給線框施加一個豎直向下的拉力F使線框以進入磁場前的加速度勻加速通過磁場區(qū)域，在此過程中，力F做功W =0.23J，求正方形線框cd邊產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：


在探究“影響電流產(chǎn)生熱量多少的因素“實驗中：

①.為了探究電熱器產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，小明設(shè)計了甲圖裝置，在燒瓶內(nèi)裝一根電阻絲，并插入溫度計，電流產(chǎn)生的熱量多少是通過_______體現(xiàn)出來的，像這種用能直接觀測的量來顯示不容易直接觀測的量的方法在物理學(xué)中經(jīng)常用到，請舉一例_____________________________________________________．若他想讓燒瓶內(nèi)的液體在短時間內(nèi)溫度變化更明顯，應(yīng)選用_______（選填“煤油”或“水”）.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　�、�.小明先測量燒瓶內(nèi)液體的溫度后，閉合開關(guān)，通電30s再測量燒瓶內(nèi)液體的溫度，得到溫度的升高量填入表中，然后移動滑動變阻器滑片改變電流大小，重復(fù)上述操作，獲得第二組數(shù)據(jù)（見表）

實驗次數(shù)

電流／A

通電時間／s

電阻／Ω

溫度升高量／℃

1

0. 3

30

10

1.5

2

0.6

30

10

6.0

由此得出：同一導(dǎo)體，在通電時間相等時，電流越大，其產(chǎn)生的熱量_____．

③.若要探究電熱器產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電流和通電時間相同，同時選擇乙圖中____選填“A”或“B”）燒瓶內(nèi)的電阻與甲圖中燒瓶的電阻____（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）。

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