【題目】如圖所示,在y>0的區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場,在y<0的區(qū)域內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強磁場.一電子(質(zhì)量為m、電量為e)從y軸上A點以沿x軸正方向的初速度v0開始運動.當(dāng)電子第一次穿越x軸時,恰好到達(dá)C點;當(dāng)電子第二次穿越x軸時,恰好到達(dá)坐標(biāo)原點;當(dāng)電子第三次穿越x軸時,恰好到達(dá)D點.C、D兩點均未在圖中標(biāo)出.已知A、C點到坐標(biāo)原點的距離分別為d、2d.不計電子的重力.求:

(1)電場強度E的大;
(2)磁感應(yīng)強度B的大小;
(3)電子從A運動到D經(jīng)歷的時間t.

【答案】
(1)解:電子的運動軌跡如圖所示

電子在電場中做類平拋運動,設(shè)電子從A到C的時間為t1

則 2d=v0t1

解得 E=

答:電場強度E的大小為


(2)解:設(shè)電子進(jìn)入磁場時速度為v,v與x軸的夾角為θ,則 ,得θ=45°

解得

電子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運動,洛侖茲力提供向心力,得

由圖可知 

解得

答:磁感應(yīng)強度B的大小為


(3)解:由拋物線的對稱關(guān)系,電子在電場中運動的時間為 3t1=

電子在磁場中運動的時間 t2=

電子從A運動到D的時間 t=3t1+t2=

答:電子從A運動到D經(jīng)歷的時間t為


【解析】(1)分析電子的運動情況:電子在電場中,受到豎直向下的電場力而做類平拋運動(或勻變速曲線運動);進(jìn)入磁場做勻速圓周運動; 畫出軌跡.根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式研究電子在電場中的類平拋運動,即可求出電場強度E;(2)由上題結(jié)果,求出電子進(jìn)入磁場中的速度v的大小,以及v與x軸的夾角,由幾何知識求出圓周運動的半徑,由牛頓第二定律和向心力求磁感應(yīng)強度B;(3)根據(jù)電場中拋物線的對稱關(guān)系,可見電子在電場中運動的時間為 3t1= ,根據(jù)軌跡的圓心角求出磁場中運動時間,即可得到總時間.
【考點精析】本題主要考查了平拋運動和洛倫茲力的相關(guān)知識點,需要掌握特點:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運動;運動規(guī)律:平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動;洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功才能正確解答此題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】距地面高5m的水平直軌道上A、B兩點相距2m,在B點用細(xì)線懸掛一小球,離地高度為h,如圖.小車始終以4m/s的速度沿軌道勻速運動,經(jīng)過A點時將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下,小車運動至B點時細(xì)線被軋斷,最后兩球同時落地.不計空氣阻力,取重力加速度的大小g=10m/s2可求得h等于(  )

A. 1.25 m B. 2.25 m C. 3.75 m D. 4.75 m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,直線MN是某電場中的一條電場線(方向未畫出).虛線是一帶電的粒子只在電場力的作用下,由a運動到b的運動軌跡,軌跡為一拋物線.下列判斷正確的是( )

A.電場線MN的方向一定是由N指向M
B.帶電粒子由a運動到b的過程中動能不一定增加
C.帶電粒子在a點的電勢能一定大于在b點的電勢能
D.帶電粒子在a點的加速度一定大于在b點的加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在利用打點計時器驗證做自由落體運動的物體機械能守恒的實驗中.

(1)需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h.某小組的同學(xué)利用實驗得到的紙帶,共設(shè)計了以下四種測量方案,其中正確的是
A.用刻度尺測出物體下落的高度h,并測出下落時間t,通過v=gt計算出瞬時速度v;
B.用刻度尺測出物體下落的高度h,并通過v= 計算出瞬時速度v;
C.根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度,等于這點前、后相鄰兩點間的平均速度,測算出瞬時速度v,并通過h= 計算出高度h;
D.用刻度尺測出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度,等于這點前、后相鄰兩點間的平均速度,測算出瞬時速度v.
(2)已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,使用交流電的頻率為f.在打出的紙帶上選取連續(xù)打出的五個點A、B、C、D、E,如圖所示.測出A點距離起始點O的距離為s0 , A、C兩點間的距離為s1 , C、E兩點間的距離為s2 , 根據(jù)前述條件,如果在實驗誤差允許的范圍內(nèi)滿足關(guān)系式 ,即驗證了物體下落過程中機械能是守恒的.而在實際的實驗結(jié)果中,往往會出現(xiàn)物體的動能增加量略小于重力勢能的減小量,出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在測定某一均勻細(xì)圓柱體材料的電阻率實驗中.
(1)如圖1所示,用游標(biāo)卡尺測其長度為 cm;圖2用螺旋測微器測其直徑為mm.

(2)其電阻約為6Ω.為了較為準(zhǔn)確地測量其電阻,現(xiàn)用伏安法測其電阻.實驗室除提供了電池E(電動勢為3V,內(nèi)阻約為0.3Ω)、開關(guān)S,導(dǎo)線若干,還備有下列實驗器材:
A.電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻約為2kΩ)
B.電壓表V2(量程15V,內(nèi)阻約為15kΩ)
C.電流表A1 (量程3A,內(nèi)阻約為0.2Ω)
D.電流表A2 (量程0.6A,內(nèi)阻約為1Ω)
E.滑動變阻器R1(0~10Ω,0.6A)
F.滑動變阻器R2 (0~2000Ω,0.1A)
①為減小實驗誤差,應(yīng)選用的實驗器材有 (選填“A、B、C、D…”等序號)
②為減小實驗誤差,應(yīng)選用圖3中(選填“a”或“b”)為該實驗的電路原理圖,其測量值比真實值(選填“偏大”或“偏小”).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】S1S2分別表示勁度系數(shù)為k1k2的兩根彈簧,k1>k2.ab表示質(zhì)量分別為mamb的兩個小物體,ma>mb,將彈簧與物塊按右圖所示方式懸掛起來,現(xiàn)要求兩根彈簧的總長度最大,則應(yīng)使( )

A. S1在上,a在上 B. S1在上,b在上

C. S2在上,a在上 D. S2在上,b在上

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】真空中兩個相同的金屬小球(可看成點電荷),帶電量絕對值之比為1:9,相距為r,兩球相互接觸后再放回原來的位置上,則它們間的相互作用力可能為原來的( )
A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于變壓器,下列說法正確的是( )
A.變壓器可以將交流電壓升高或降低
B.升壓變壓器的原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)
C.理想變壓器的輸入和輸出功率相等
D.變壓器的輸出電壓與副線圈匝數(shù)無關(guān)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,把一重力不計的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方,導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動,當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時,導(dǎo)線的運動情況是(從上往下看)( )

A.順時針方向轉(zhuǎn)動,同時下降
B.順時針方向轉(zhuǎn)動,同時上升
C.逆時針方向轉(zhuǎn)動,同時下降
D.逆時針方向轉(zhuǎn)動,同時上升

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