【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一個坐標系，在且區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場。有一質量為m、帶電荷量為+q的小球（可視為質點）從坐標原點O由靜止開始自由下落，當小球運動到P（0，-d）點時，在整個空間內(nèi)突然加一豎直向上的勻強電場（電場強度E的大小未知），使小球從P點返回到O點的時間與從O點下落到P點所用時間相等；當小球返回到O點時，其所帶電荷量突然減為原來的，且再次通過軸時速度方向與軸正方向間的夾角為30°，已知重力加速度為g，試求：

（1）小球返回O點時的速度大��；

（2）勻強電場的電場強度E的大小和勻強磁場的磁感應強度大��；

（3）小球從O點自由下落到第二次經(jīng)過軸時的總時間。

【答案】（1）（2）；（3）

【解析】

（1）設小球從O點運動到P點所用時間為，在P點的速度為，返回O點時的速度為，則有

解得

即

由運動學公式得

解得

（2）小球從O點落到P再返回到O的全過程由動能定理可得

解得

【或用動力學求解為:由牛頓第二定律得

其中

則

當小球返回O點電荷量變?yōu)樵瓉淼乃姆种唬鶕?jù)題意可知，電場力

因此小球將做勻速圓周運動。作粒子運動軌跡如圖所示，由幾何關系可得

由洛倫茲力提供向心力可得時

解得

（3）由上可知，小球在磁場中運動時間為

小球離開磁場后做勻速直線運動，由圖中幾何關系可知

得

故

.

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈，邊長分別為a=10cm和b=20cm，內(nèi)阻為r=5Ω，在磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中繞OO′軸以ω=50rad/s的角速度勻速轉動，轉動開始時線圈平面與磁場方向平行，線圈通過電刷和外部R=20Ω的電阻相接。求電鍵S合上后，

（1）寫出線圈內(nèi)產(chǎn)生的交變電動勢瞬時值的表達式；

（2）電壓表和電流表示數(shù)；

（3）電阻R上所消耗的電功率；

（4）從計時開始，線圈轉過90°角的過程中，通過外電阻R的電量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，矩形ABCD位于勻強電場中，且與勻強電場方向平行．已知AB=2BC=4m，A、B、D的電勢分別為6V、2V、4V．初動能為24eV、電荷量大小為4e的帶電粒子從A沿著AC方向射入電場，恰好經(jīng)過B．不計粒子的重力，下列說法正確的是（ ）

A.C點的電勢為0V

B.該粒子一定帶負電

C.該粒子達到點B時的動能為40eV

D.該勻強電場的電場強度大小為V/m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直放置的平行板電容器與定值電阻R、電源E相連，用絕緣細線將帶電小球q懸掛在極板間，閉合開關 S后細線與豎直方向夾角為θ.則有(　　)

A.保持開關S閉合，將A板向右平移，θ不變B.保持開關S閉合，將A板向左平移，θ變小

C.斷開開關S，將A板向右平移，θ不變D.斷開開關S，將A板向右平移，θ變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在同一光滑斜面上放同一導體棒，下圖所示是兩種情況的剖面圖。它們所在空間有磁感應強度大小相等的勻強磁場，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次豎直向上，兩次導體A分別通有電流I1和I2，都處于靜止平衡．已知斜面的傾角為θ，則（　�。�

A.I1∶I2=cosθ：1

B.I1∶I2=1∶1

C.導體A所受安培力大小之比F1∶F2=sinθ∶cosθ

D.斜面對導體A的彈力大小之比N2∶N2=cos2θ∶1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在測定金屬電阻率的實驗中，用伏安法測定一段阻值約為5左右的金屬導線的電阻，要求測量結果盡量準確，現(xiàn)備有以下器材：

A．電池組（3V）

B．電流表（0~3A，內(nèi)阻約0.0125）

C．電流表（0~0.6A，內(nèi)阻約0.125）

D．電壓表（0~3V，內(nèi)阻約3k）

E．電壓表（0~15V，內(nèi)阻約15k）

F．滑動變阻器（0~20，額定電流1A）

G．滑動變阻器（0~2000，額定電流0.3A）

H．電鍵、導線．

（1）根據(jù)實驗的實際需要，電流表應選_________，電壓表應選_________，滑動變阻器應選_________．

（2）實驗電路應采用電流表________接法．（填“內(nèi)”或“外”）

（3）實驗中某組電壓表的示數(shù)如圖A所示，則U=________V ，電流表的示數(shù)如圖B所示，則I=________A．

（4）待測電阻是一根均勻材料制成的金屬絲（橫截面為圓形），用刻度尺測量其長度，用螺旋測微器測量其直徑，結果分別如圖C和圖D所示．由圖可知其長度l=__________cm，直徑d=_______mm．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在邊長為L的正方形區(qū)域abcd內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，有一個質量為m，帶電量大小為q的離子，從ad邊的中點O處以速度v垂直ad邊界向右射入磁場區(qū)域，并從b點離開磁場。則

A. 離子在O、b兩處的速度相同

B. 離子在磁場中運動的時間為

C. 若增大磁感應強度B，則離子在磁場中的運動時間增大

D. 若磁感應強度，則該離子將從bc邊射出

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學設計了一個測量金屬絲電阻率的實驗方案,實驗室提供的器材有:

A.電流表G(內(nèi)阻Rg=99Ω,滿偏電流Ig=3mA)

B.電流表A(內(nèi)阻約為0.2Ω,量程為0~0.6A)

C.螺旋測微器

D.阻箱R0(0 -9999Ω, 0.5A)

E.滑動變阻器R(5Ω,2A)

F.干電池組(6V,0.05Ω)

G.一個開關和導線若干

他進行了以下操作:

(1).用多用電表粗測金屬絲的阻值:當用“×10Ω”擋時發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過大,他應該換用__________擋(填“×1Ω”或“×100Ω”),換擋并進行一系列正確操作后,指針靜止時如圖1所示,則金屬絲的阻值約為__________Ω。

(2).該同學為了較精確測量金屬絲的阻值,設計了如圖2實驗電路,其中將電流表G與電阻箱串聯(lián)改裝成量程為0~3V的電壓表,則電阻箱的阻值應調為R0=__________Ω。

請根據(jù)提供的器材和實驗需要,將該同學設計的電路圖補畫完整___________。

(3).實驗數(shù)據(jù)的測量與電阻率的計算,如果金屬絲的長度用L表示,直徑用d表示, 電路閉合后,調節(jié)滑動變阻器的滑片到合適位置,電流表G的示數(shù)為I1,,電流表A的示數(shù)為I2,請用已知量和測量量寫出計算金屬絲電阻率的表達式__________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個互相接觸的導體A和B不帶電，現(xiàn)將帶正電的導體C靠近A端放置，三者均有絕緣支架，下列說法正確的是（ ）

A.導體A的左端感應出負電荷，導體B的右端感應出等量的正電荷

B.導體A的左端感應出負電荷，導體B的右端感應出正電荷，但正、負電荷不一定等量

C.若先將A、B分開，再移走C，則A帶負電，B帶正電

D.若先將C移走，再把A、B分開，則A帶負電，B帶正電

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