如圖所示,矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場;在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。半徑為R的光滑絕緣空心半圓細(xì)管ADO固定在豎直平面內(nèi),半圓管的一半處于電場中,圓心O1為MN的中點(diǎn),直徑AO垂直于水平虛線MN。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從圓管的A點(diǎn)由靜止滑入管內(nèi),從O點(diǎn)穿出后恰好通過O點(diǎn)正下方的C點(diǎn)。已知重力加速度為g,電場強(qiáng)度的大小E=。求: 

   (1)小球到達(dá)O點(diǎn)前一時(shí)刻,圓管對(duì)它作用力的大小;

   (2)矩形區(qū)域MNPQ的高度H和寬度L應(yīng)滿足的條件;

   (3)從O點(diǎn)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過多長時(shí)間小球的動(dòng)能最小?

⑴小球從A到O的過程,由動(dòng)能定理得

            (2分)

(1分)

   到達(dá)O點(diǎn)前一時(shí)刻,根據(jù)牛頓第二定律   (2分)   

圓管對(duì)小球的作用力          (1分)

    (2)小球從O到C 的過程中,水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)

                     

       設(shè)向左減速時(shí)間為t      (1分)

水平位移大小       (1分) 

豎直位移大小       (1分)

高度滿足條件(1分)   寬度應(yīng)滿足(1分)

(3)當(dāng)F與速度v的方向垂直時(shí),小球的動(dòng)能最。2分),設(shè)經(jīng)過的時(shí)間為t

  (2分)        

,vy=vxcotθ ;(2分)

  •  


    解析:

    練習(xí)冊(cè)系列答案
    相關(guān)習(xí)題

    科目:高中物理 來源: 題型:

    如圖所示,矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,在ad邊中點(diǎn)O,向磁場區(qū)域射入一初速度方向垂直磁場且跟ad邊夾角θ=30°的帶正電粒子,已知粒子質(zhì)量為m,電量為q,ad邊長為L,ab邊足夠長,粒子重力不計(jì).
    (1)如果粒子的初速度大小為
    qBL2m
    ,則粒子將從何處飛出磁場區(qū)域?
    (2)為了保證粒子不能從dc邊射出磁場區(qū)域,粒子的初速度大小必須滿足什么條件?
    (3)如果帶電粒子的初速度可以任意大小,求粒子可能在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間.

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    科目:高中物理 來源: 題型:

    如圖所示,矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場,虛線框外為真空區(qū)域;半徑為R、內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的絕緣半圓管ADB固定在豎直平面內(nèi),直徑AB垂直于水平虛線MN,圓心O恰在MN的中點(diǎn),半圓管的一半處于電場中.一質(zhì)量為m,可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電電荷量為q的小球從半圓管的A點(diǎn)由靜止開始滑入管內(nèi),小球從B點(diǎn)穿出后,能夠通過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn).重力加速度為g,小球在C點(diǎn)處的加速度大小為5g/3.求:
    (1)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E;
    (2)小球在B點(diǎn)時(shí),半圓軌道對(duì)它作用力的大;
    (3)要使小球能夠到達(dá)B點(diǎn)正下方C點(diǎn),虛線框MNPQ的高度和寬度滿足什么條件;
    (4)小球從B點(diǎn)計(jì)時(shí)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中,經(jīng)多長時(shí)間小球的動(dòng)能最小.

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    科目:高中物理 來源: 題型:

    如圖所示,矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場,虛線框外為真空區(qū)域,半徑為R,內(nèi)壁光滑,內(nèi)徑很小的絕緣半圓管ADB固定在豎直平面內(nèi),直徑AB垂直于水平虛線MN,圓心O恰好在MN的中點(diǎn),半圓管的一半處于電場中,一質(zhì)量為m,可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電,電荷量為q的小球從半圓管的A點(diǎn)由靜止開始滑入管內(nèi),小球從B點(diǎn)穿過后,能夠通過B點(diǎn)正下方的C點(diǎn),重力加速度為g,小球在C點(diǎn)處的加速度大小為
    53
    g.求:
    (1)帶勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E;
    (2)小球在到達(dá)B點(diǎn)前一瞬間時(shí),半圓軌道對(duì)它的作用力的大;
    (3)要使小球能夠到達(dá)B點(diǎn)正下方C點(diǎn),虛線框MNPQ的高度和寬度滿足什么條件?

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    科目:高中物理 來源: 題型:

    (2011?鄭州模擬)如圖所示,矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場;在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.半徑為R的光滑絕緣空心半圓細(xì)管ADO固定在豎直平面內(nèi),半圓管的一半處于電場中,圓心O1為MN的中點(diǎn),直徑AO垂直于水平虛線MN.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從圓管的A點(diǎn)由靜止滑入管內(nèi),從O點(diǎn)穿出后恰好通過O點(diǎn)正下方的C點(diǎn).已知重力加速度為g,電場強(qiáng)度的大小E=
    4mg3q
    .求:
    (1)小球到達(dá)O點(diǎn)前一時(shí)刻,圓管對(duì)它作用力的大;
    (2)矩形區(qū)域MNPQ的高度H和寬度L應(yīng)滿足的條件;
    (3)從O點(diǎn)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過多長時(shí)間小球的動(dòng)能最。

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    科目:高中物理 來源: 題型:

    如圖所示,矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場;在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.半徑為R的光滑絕緣空心半圓細(xì)管ADO固定在豎直平面內(nèi),半圓管的一半處于電場中,圓心O1為MN的中點(diǎn),直徑AO垂直于水平虛線MN.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從半圓管的A點(diǎn)由靜止滑入管內(nèi),從O點(diǎn)穿出后恰好通過O點(diǎn)正下方的C點(diǎn).已知重力加速度為g,電場強(qiáng)度的大小E=
    4mg3q
    .求:
    (1)小球到達(dá)O點(diǎn)時(shí),半圓管對(duì)它作用力的大。
    (2)從O點(diǎn)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過多長時(shí)間小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn);
    (3)矩形區(qū)域MNPQ的高度H和寬度L應(yīng)滿足的條件;
    (4)從O點(diǎn)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過多長時(shí)間小球的動(dòng)能最?

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