【題目】在如圖所示的坐標(biāo)系中，y>0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；y<0的空間中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xOy平面(紙面)向外.一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子，經(jīng)過(guò)y軸上y=h處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0，方向沿x軸正方向，然后，經(jīng)過(guò)x軸上x=1.5h處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，不計(jì)重力.

(1)求粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大��；

(2)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大��；

(3)若在y軸的負(fù)半軸上y=-1.5h處固定一個(gè)與x軸平行的足夠長(zhǎng)的彈性絕緣擋板(粒子反彈后速度大小相等，方向相反)，則粒子進(jìn)入磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好能垂直撞擊在擋板上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，并求粒子從P1出發(fā)到第2次與擋板作用所經(jīng)歷的時(shí)間。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】(1)設(shè)粒子從P1到P2的時(shí)間為t0，粒子從P1到P2沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得： ，

解得： ，則有 。

(2)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，根據(jù)以上條件結(jié)合動(dòng)能定理可得：

解得：

(3)由題意可知帶電粒子與擋板作用時(shí)速度方向與擋板垂直，由此可作出粒子從出發(fā)到第一次與擋板碰撞的軌跡如圖所示；

根據(jù)幾何關(guān)系可知：Rsin37°=1.5h，即R=2.5h

根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力提供向心力可得：

聯(lián)立可得：

由于粒子反彈后仍以相同大小的速度繼續(xù)在磁場(chǎng)中沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)后再進(jìn)入電場(chǎng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，粒子進(jìn)入電場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)正好是粒子從P1到P2的運(yùn)動(dòng)的逆過(guò)程，因此可作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示；

根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，粒子第2次與擋板相碰時(shí)，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為

根據(jù)可得，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

且，

聯(lián)立得

粒子從P1出發(fā)到第2次與擋板作用所經(jīng)歷的時(shí)間

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：

【題目】如圖甲所示，水平面上固定一個(gè)間距L=1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌，整個(gè)導(dǎo)軌處在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌一端接阻值的電阻．導(dǎo)軌上有質(zhì)量m＝1kg、電阻、長(zhǎng)度也為1m的導(dǎo)體棒，在外力的作用下從t=0開(kāi)始沿平行導(dǎo)軌方向向左運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律是，不計(jì)導(dǎo)軌電阻．求：

（1）t=1s時(shí)，流過(guò)電阻R的電流以及方向；

（2）t=4s時(shí)，導(dǎo)體棒受到的安培力的大�。�

（3）請(qǐng)?jiān)谌鐖D乙所示的坐標(biāo)系中畫出電流平方與時(shí)間的關(guān)系()圖象．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖示為簡(jiǎn)單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流=300A,內(nèi)阻Rg=100 ，可變電阻R的最大阻值為10 k，電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V,內(nèi)阻r=0.5 ，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應(yīng)是______色，按正確使用方法測(cè)量電阻Rx的阻值時(shí)，指針指在刻度盤的正中央，則Rx=_____k.若該歐姆表使用一段時(shí)間后，電池電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能歐姆調(diào)零，按正確使用方法再測(cè)上述Rx，其測(cè)量結(jié)果與原結(jié)果相比較________（填“變大”、“變小”或“不變”）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】P、Q兩電荷形成的電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，a、b、c、d為電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)．一個(gè)離子從a運(yùn)動(dòng)到b(不計(jì)重力)，軌跡如圖中虛線所示，則下列判斷正確的是(　　)

A. 離子帶正電

B. c點(diǎn)電勢(shì)低于d點(diǎn)電勢(shì)

C. 離子在a點(diǎn)時(shí)的加速度大于在b點(diǎn)時(shí)的加速度

D. 離子在a點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌位于傾角θ=30°的斜面上，導(dǎo)軌上端接有阻值R=8Ω的電阻，導(dǎo)軌自身電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌寬度L=2m，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T．質(zhì)量為m=0.1kg，電阻r=2Ω的金屬棒ab在較高處由靜止釋放，金屬棒ab在下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好．當(dāng)金屬棒ab下滑高度h =2m時(shí)，速度恰好達(dá)到最大值v=2m/s．（g=10m/s2）求：

（1）金屬棒ab在以上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能的減少量．

（2）金屬棒ab在以上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)軌上端電阻R中產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m的物體置于粗糙的質(zhì)量為M(m<M)的斜面體上，斜面體M置于光滑的水平面上。當(dāng)物體m以速度v0沿斜面體M的底端沖上頂端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確是

A. 物體m受到的力的個(gè)數(shù)比斜面體M受到的力的個(gè)數(shù)要少

B. 物體m和斜面體M組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

C. 斜面體M對(duì)物體m的作用力不做功

D. 物體m向右運(yùn)動(dòng)的水平距離小于斜面體M水平向右運(yùn)動(dòng)的距離

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】.如圖甲所示，為某簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖象，乙圖為在該波的傳播方向上某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象。下列說(shuō)法中正確的是_______(填正確答案標(biāo)號(hào)。)

A.該波的波速為10 m/s

B.該波一定沿x軸正方向傳播

C.若圖乙是質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，那么，在t=0.15 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(0.5 m，0)

D.若圖乙是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，那么，在t=0.15 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(1 m，－4 cm)

E.當(dāng)t=0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P一定正在經(jīng)過(guò)平衡位置

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，裝置BO'O可繞豎直軸O'O轉(zhuǎn)動(dòng)，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A與兩細(xì)線連接后分別系于B、C兩點(diǎn)，裝置靜時(shí)細(xì)線AB水平，細(xì)線AC與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球的質(zhì)量m=1kg，細(xì)線AC長(zhǎng)L=1m，B點(diǎn)距C點(diǎn)的水平和豎直距離相等。（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)

（1）當(dāng)裝置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω1=3rad/s時(shí)，細(xì)線AC與豎直方向的夾角仍為37°，求細(xì)線AB和AC上的拉力大小。

（2）當(dāng)裝置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω2=rad/s時(shí)，求細(xì)線AB和AC的拉力大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在水平面上固定兩個(gè)相互緊靠的三角形斜面，將a、b、c三個(gè)小球從左邊斜面的頂點(diǎn)以不同的初速度向右水平拋出，落在斜面上時(shí)其落點(diǎn)如圖所示，小球a落點(diǎn)距水平面的高度最低．下列判斷正確的是

A. 小球c的初速度最小

B. 小球a的飛行時(shí)間最長(zhǎng)

C. 小球c的整個(gè)飛行過(guò)程速度變化量最大

D. 若減小小球a的初速度，其整個(gè)飛行過(guò)程速度變化量增大

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