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5.如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi),在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面向里;在水平的x軸上方存在勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,電場(chǎng)線平行于y軸(圖中未畫出).一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,從y軸上的A點(diǎn)水平向右飛出,經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),從x軸上的N點(diǎn)第一次離開磁場(chǎng),MN之間的距離為L(zhǎng),小球過M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸的方向夾角為θ.不計(jì)粒子的重力和空氣阻力.求
(1)粒子的電性和電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向;
(2)粒子從A點(diǎn)飛出時(shí)初速度v0的大�。�
(3)A點(diǎn)到x軸的高度h.

分析 (1)由左手定則判斷出粒子的電性,然后根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡判斷粒子所示電場(chǎng)力方向,最后判斷出電場(chǎng)方向.
(2)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓形運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律與速度的合成與分解可以求出粒子的初速度.
(3)粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以求出高度h.

解答 解:(1)粒子從M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),從N點(diǎn)離開磁場(chǎng),粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受洛倫茲力斜向右上方,由左手定則可知,粒子帶正電,粒子在電場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn),粒子所受電場(chǎng)力豎直向下,則電場(chǎng)方向豎直向下;
(2)小球在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由幾何知識(shí)可得:sinθ=L2r,
解得,粒子軌道半徑:r=\frac{L}{2sinθ}…①
小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:qvB=m\frac{{v}^{2}}{r}…②
由速度的合成與分解知:cosθ=\frac{{v}_{0}}{v}…③
由①②③式解得:v0=\frac{qBL}{2m}cotθ…④;
(3)設(shè)小球到M點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為vy
它與水平分速度的關(guān)系為:vy=v0tanθ…⑤
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律:qE=ma  ⑥v2=2ah…⑦
由⑤⑥⑦式解得:h=\frac{{q}^{2}{B}^{2}{L}^{2}}{8{m}^{2}g}…⑧;
答:(1)粒子帶正電,電場(chǎng)強(qiáng)度E豎直向下;
(2)粒子從A點(diǎn)飛出時(shí)初速度v0的大小為\frac{qBL}{2m}cotθ;
(3)A點(diǎn)到x軸的高度h為\frac{{q}^{2}{B}^{2}{L}^{2}}{8{m}^{2}g}

點(diǎn)評(píng) 本題考查了粒子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),分析清楚粒子運(yùn)動(dòng)過程,應(yīng)用牛頓第二定律與類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律即可正確解題,解題時(shí)注意幾何知識(shí)的應(yīng)用.

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:解答題

9.待測(cè)電阻Rx的阻值約為80Ω~100Ω,現(xiàn)要準(zhǔn)確測(cè)定其電阻值,給出的器材有:
A.電源E(電動(dòng)勢(shì)18V,內(nèi)電阻未知),
B.定值電阻R1=1000Ω,
C.定值電阻R2=100Ω,
D.滑動(dòng)變阻器R3,總阻值20Ω,
E.滑動(dòng)變阻器R4,總阻值200Ω,
F.電流表A,量程0~0.1A,內(nèi)電阻未知,
G.單刀雙擲電鍵一個(gè),導(dǎo)線若干根.
①試設(shè)計(jì)一個(gè)能準(zhǔn)確測(cè)量Rx阻值的電路,所選擇的器材為:ACEFG
②在右邊方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.
③寫出用測(cè)量的物理量表示Rx的表達(dá)式:{R}_{2}-\frac{E({I}_{1}-{I}_{2})}{{I}_{1}{I}_{2}}.(電源電動(dòng)勢(shì)E已知)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.如圖所示,A、B兩板間距為d1=0.04m,板間電勢(shì)差為U1=2×103V,C、D兩板間距離d2=0.40m,C、D兩板板長(zhǎng)均為L(zhǎng)=1.0m,兩板間加一恒定電壓U2(C板電勢(shì)高).在S處有一電量為q=8×10-5C、質(zhì)量為m=2×10-6C的帶正電粒子,無初速釋放,經(jīng)A、B間電場(chǎng)加速又經(jīng)C、D間電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后直接進(jìn)入一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感強(qiáng)度為B=100T,不計(jì)重力影響.欲使該帶電粒子經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,飛回C、D兩板間,恰打在D板的左邊緣.求:
(1)該帶電粒子以多大的初速度飛入C、D兩板間?
(2)C、D兩板間電勢(shì)差U2
(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度b至少為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.一段導(dǎo)體兩端的電壓為15V,在10秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為15C,求:
(1)導(dǎo)體中的電流是多少?
(2)導(dǎo)體的電阻多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖所示,上表面有一段光滑圓弧的質(zhì)量為M的小車A置于光滑平面上,在一質(zhì)量為m的物體B自弧上端自由滑下的同時(shí)釋放A,則( �。�
A.在B下滑過程中,B的機(jī)械能守恒
B.軌道對(duì)B的支持力對(duì)B不做功
C.在B下滑的過程中,A和B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
D.A、B和地球組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.如圖是某探究活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的節(jié)能運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),圖中斜面軌道的傾角為30°,質(zhì)量為M的木箱與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為\frac{\sqrt{3}}{6},木箱在軌道頂端時(shí),自動(dòng)裝貨裝置將質(zhì)量為m的貨物裝入木箱,然后木箱載著貨物沿軌道無初速滑下,與輕彈簧接觸后將彈簧壓縮至最短時(shí),自動(dòng)卸貨裝置立刻將貨物卸下,然后木箱恰好被彈回到軌道頂端同一位置,之后再重復(fù)上述過程.下列判斷正確的是( �。�
A.m=2M
B.m=M
C.木箱不與彈簧接觸時(shí),上滑的加速度大小大于下滑的加速度大小
D.在木箱的上升過程中,彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為木箱的機(jī)械能

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

17.在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出,但中微子的性質(zhì)十分特別,因此在實(shí)驗(yàn)中很難探測(cè).1953年,萊尼斯和柯文建造了一個(gè)由大水槽和探測(cè)器組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),利用中微子與水中11H的核反應(yīng),間接地證實(shí)了中微子的存在,中微子與水中11H發(fā)生核反應(yīng),產(chǎn)生中子(01n)和正電子(+10e),即:中微子+11H→01n++10e,由此可以判定,中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是A(填入正確選項(xiàng)前的字母)       
A.0和0                  B.0和1                  C.1和0                  D.1和l
上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇,可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)能量相同的光子(γ),即+10e+-10e→2γ.已知正電子和電子的質(zhì)量都是9.1×10-31kg,反應(yīng)中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為8.2×10-14J.(c=3.0×108m/s)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.如1圖為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中裝置示意圖,現(xiàn)有的器材為:一端帶定滑輪的長(zhǎng)木板、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶細(xì)繩的砝碼盤、砝碼若干、小車.回答下列問題:

(1)為完成次實(shí)驗(yàn),除了所給的器材,還需要的器材有CE.(填入正確的選項(xiàng)前的字母)
A.天平  B.秒表   C.刻度尺   D.0~12V的直流電源   E.0~12v的交流電源
(2)實(shí)驗(yàn)過程中,打出了一條紙帶如圖2所示.計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s.從比較清晰的點(diǎn)起,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離.該小車的加速度a=1.6m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)經(jīng)過實(shí)驗(yàn),得到以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)圖線(圖3)a、b,描述加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線是b;加速度與力的關(guān)系圖線是a.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.如圖所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為11:1,R=1Ω,原線圈允許通過電流的最大值為1A,副線圈ab兩端電壓隨時(shí)間變化圖象如圖所示.則下列說法正確的是( �。�
A.原線圈輸入電壓的有效值為242V
B.原線圈兩端交變電壓的頻率為550Hz
C.副線圈中電流的最大值為11A
D.為保證電路安全工作,滑動(dòng)變阻器R′的阻值不得小于1Ω

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