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题目
题型:山东省期末题难度:来源:
在如图所示的空间里,存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。在竖直方向存在交替变化的匀强电场(竖直向上为正),电场大小为。一倾角为θ、长度足够长的光滑绝缘斜面放置在此空间。斜面上有一质量为m,带电量为-q的小球,从t=0时刻由静止开始沿斜面下滑,设第5秒内小球不会离开斜面,重力加速度为g。求:
(1)小球第1秒末的速度;
(2)小球在前2秒内的位移;
(3)第6秒内小球离开斜面的最大距离。
答案
解:(1)设第1秒内小球在斜面上运动的加速度为a,由牛顿第二定律得:(mg+qE0)sinθ=ma
第1秒末的速度为:v1=at1
解得v1=2gsin θ
(2)第2秒内:qE0=mg,所以小球将离开斜面在上方做匀速圆周运动,则圆周运动的周期
小球在第2 s末回到第1s末的位置,所以小球前2s内位移为
(3)由题图可知,小球在奇数秒内沿斜面做匀加速运动,在偶数秒内离开斜面做完整的圆周运动
所以,第5秒末的速度为:v5=a(t1+t3+t5)=6gsinθ
,得小球第6 s内做圆周运动的半径为:
小球离开斜面的最大距离为
核心考点
试题【在如图所示的空间里,存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。在竖直方向存在交替变化的匀强电场(竖直向上为正),电场大小为。一倾角为θ、长度足够长的光滑绝缘斜面】;主要考察你对粒子在复合场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,左侧为二块长为L=10 cm,间距cm的平行金属板,加上的电压,上金属板电势高;现从左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电微粒,微粒质量m=10-10 kg,带电量q=+10-4 C,初速度v0=105m/s;中间用虚线框表示的正三角形内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1,三角形的上顶点A与上金属板平齐,AB边的中点P1恰好在下金属板的右端点;三角形区域的右侧也存在垂直纸面向里,范围足够大的匀强磁场B2,且B2=4B1;求
(1)带电微粒从电场中射出时的速度大小和方向;
(2)带电微粒进入中间三角形区域后,要垂直打在AC边上,则该区域的磁感应强度B1是多少?
(3)确定微粒最后出磁场区域的位置。
题型:浙江省模拟题难度:| 查看答案
如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的区域内有电场强度大小E=4 N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场,其宽度d=2 m。一质量m=6.4×10-27 kg、电荷量q=-3.2×10-9 C的带电粒子从P点以速度v=4×104m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中末标出),不计粒子重力,求:
(1)带电粒子在磁场中运动时间;
(2)当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
(3)若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,讨论此电场左边界的横坐标x"与电场强度的大小E"的函数关系。
题型:江苏模拟题难度:| 查看答案
如图(a)所示,建立xOy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一、四象限有一宽度一定的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于xOy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连续发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子。在0~4t0时间内两板间加上如图(b)所示的电压(不考虑极板边缘的影响)。已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、t、t0、B为已知量。(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)
(1)求两板间的电压U0
(2)0~t0时间内射入两板间的带电粒子都能够从磁场右边界射出,求磁场的最大宽度;
(3)时刻射入两板间的带电粒子进入磁场和离开磁场时的位置坐标;
(4)若两板间电压为0,请设计一种方案:粒子源沿x轴向右连续发射的带电粒子,经过y轴右边的几个有边界的磁场后,带电粒子又返回粒子源。
题型:浙江省模拟题难度:| 查看答案
如图(a)所示,在光滑绝缘的水平面上固定着两对几何形状完全相同的平行金属板PQ和MN,P、Q与M、N四块金属板相互平行地竖直地放置,其俯视图如图(b)所示。已知P、Q之间以及M、N之间的距离都是d =0.2m,极板本身的厚度不计,板板长均为L=0. 2m,P、Q之间以及M、N之间的电压都是U=6.0×102V。金属板右侧为竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=5×102T,磁场区域足够大。今有一质量为m=1×10-4kg,电量为q=2×10-6 C 的带负电小球在水平面上从PQ平行板间左侧中点O沿极板中轴线以初速度v0=4 m/s进入平行金属板PQ。
(1)试求小球刚穿出平行金属板PQ进入磁场瞬间的速度大小;
(2)若要小球穿出平行金属板PQ后,经磁场偏转射入平行金属板MN中,且在不与极板相碰的前提下,最终在极板MN的左侧中点O"沿中轴线射出。已知Q板电势高于P板,则金属板Q、M间距离是多少?
题型:0106 模拟题难度:| 查看答案
环型对撞机是研究高能粒子的重要装置。正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B。两种带电粒子将被局限在环状空腔内,沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,从而在碰撞区迎面相撞。为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动,下列说法正确的是
[     ]
A.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷越大,磁感应强度B越大
B.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷越大,磁感应强度B越小
C.对于给定的带电粒子,加速电压U越大,粒子运动的周期越大
D.对于给定的带电粒子,不管加速电压U多大,粒子运动的周期都不变
题型:0121 模拟题难度:| 查看答案
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