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3.如圖所示,紙面內(nèi)直線CD、MN、FG相互平行,間距為d,在直線CD、MN之間的區(qū)域內(nèi)有平行于CD的勻強電場,在直線MN、FG之間的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場.現(xiàn)有質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子從CD邊某點O以初速度v0,沿垂直于CD的方向射入電場,離開電場進入磁場時速度大小為v=2v0,從直線FG處離開磁場時速度方向與直線FG之間的夾角為β=60?,不計粒子所受重力,電、磁場區(qū)域足夠大.求:
(1)粒子通過電場的時間;
(2)電場強度的大�。�
(3)磁感應(yīng)強度的大�。�

分析 (1)帶電粒子在電場中做類平拋運動,根據(jù)垂直電場方向上的勻速直線運動規(guī)律可求得時間;
(2)由牛頓第二定律可求得加速度,再類平拋運動的規(guī)律可求得電場強度;
(3)根據(jù)幾何關(guān)系可明確帶電粒子在磁場中運動半徑;再由洛倫茲力充當向心力列式可求得磁感應(yīng)強度的大�。�

解答 解:(1)設(shè)粒子通過電場的時間為t,由勻速運動公式得:d=v0t
得:t=\fracvfln7tpv0
(2)設(shè)粒子離開電場時速度沿電場方向的分量為vy,由速度分解可得:vy=v2v20=3v0
設(shè)電場強度大小為E,由牛頓第二定律得:ay=qEm
由勻變速運動公式得:vy=ayt
聯(lián)立以上各式得:E=3mv20qd
(3)設(shè)粒子離開電場時速度方向與電磁場邊界MN間的夾角為θ,由速度合成可得:sinθ=\frac{v_0}{v}=\frac{1}{2}θ=30?
粒子在磁場中做勻速圓周運動,如圖所示,圓心可能為O1或O2,離開磁場的點可能為P點或Q點.設(shè)從P點離開磁場的軌道半為r1,從Q點離開磁場的軌道半為r2,由幾何知識可得:d=r1cosθ+r1cosβ
 d=r2cosθ-r2cosβ
由洛侖茲力公式得及勻速圓周運動公式得:qvB=m\frac{v^2}{r}
聯(lián)立以上各式得:{B_1}=\frac{{(\sqrt{3}+1)m{v_0}}}{qd}
   {B_2}=\frac{{(\sqrt{3}-1)m{v_0}}}{qd}
答:(1)粒子通過電場的時間為\fraczf5p7vp{{v}_{0}};
(2)電場強度的大小\frac{\sqrt{3}m{v}_{0}^{2}}{qd}
(3)磁感應(yīng)強度的大小可能為\frac{(\sqrt{3}+1)m{v}_{0}}{qd}\frac{(\sqrt{3}-1)m{v}_{0}}{qd}

點評 本題考查帶電粒子在電場和磁場中的運動規(guī)律,要注意明確在電場中一般根據(jù)運動的合成和分解規(guī)律解;而在磁場中要注意明確圓周運動規(guī)律,明確幾何關(guān)系可洛倫茲力充當向心力的應(yīng)用.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.實驗室備有小車、一端附有滑輪的木板、打點計時器、紙帶、細線、鉤碼等器材,組裝成如圖1所示的裝置可以研究勻變速直線運動的規(guī)律,也可以探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系,

(1)以下說法正確的是AC.
A.用此裝置“研究勻變速直線運動”時,必須調(diào)整滑輪高度使連接小車的細線與木板平行
B.用此裝置“研究勻變速直線運動”時,應(yīng)使鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
C.用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時,應(yīng)使鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
D.用此裝置“探究加速度a與力M的關(guān)系”時,每次改變小車的質(zhì)量之后,都需要重新平衡摩擦力
(2)在研究勻變速直線運動的實驗中,得到一條如圖2所示的紙帶,紙帶上各點為計數(shù)點,每相鄰兩個技術(shù)點間各有四個點未畫出,用刻度尺測出1、2、…、6各點到0點的距離分別為:0.75、3.00、6.75、12.00、18.75、27.00(cm),通過打點計時器的交流電頻率為50Hz,小車的加速度大小為1.5m/s2,;(結(jié)果保留一位小數(shù))
(3)在研究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系時,某同學(xué)保持所掛鉤碼質(zhì)量m不變,在滿足m<M的前提下,改變小車質(zhì)量M,作出的a-\frac{1}{M}關(guān)系圖象如圖3所示,若不考慮系統(tǒng)誤差,從圖象可以求出所掛鉤碼質(zhì)量m=0.02kg.(取g=10m/s2
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.在光滑水平面上停著一輛平板車,車左端站著一個大人,右端站著一個小孩,此時平板車靜止,在大人和小孩相向運動而交換位置的過程中,平板車的運動情況應(yīng)該是( �。�
A.向右運動B.向左運動
C.靜止D.上述三種情況都有可能

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.汽車在平直的公路上由靜止勻加速啟動,設(shè)汽車在運動過程中所受阻力不變,最終汽車的速度達到最大.用F表示牽引力,P表示輸出功率,v表示速度,以下圖象能正確表示該過程各物理量變化關(guān)系的是( �。�
A.B.C.D.
E.         

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.某同學(xué)在用如圖甲所示的裝置做“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實驗時:
(1)實驗開始時,先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度,使牽引小車的細繩與木板平行.這樣做的目的是D(填字母代號).
A.避免小車在運動過程中發(fā)生抖動
B.可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰
C.可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動  D.可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力
(2)接著用這個小正方體木塊把小車軌道的一端墊高,通過速度傳感器發(fā)現(xiàn)小車剛好做勻速直線運動.這個步驟的目的是平衡摩擦力;
(3)然后用細線通過定滑輪掛上重物讓小車勻加速下滑,不斷改變重物的質(zhì)量m,測出對應(yīng)的加速度a,則圖乙圖象中能正確反映小車加速度a與所掛重物質(zhì)量m的關(guān)系的是C.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.如圖1所示為“探究加速度與物體受力及質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置圖.圖中A為小車,B為裝有砝碼的托盤,C為一端帶有定滑輪的長木板,小車后面所拖的紙帶穿過電火花打點計時器,打點計時器接50HZ交流電.小車的質(zhì)量為m1,托盤及砝碼的質(zhì)量為m2

(1)下列說法正確的是CD.
A.長木板C必須保持水平
B.實驗時應(yīng)先釋放小車后接通電源
C.實驗中m2應(yīng)遠小于m1
D.作a-\frac{1}{{m}_{1}}圖象便于行出加速度與質(zhì)量關(guān)系
(2)實驗時,某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測量得到的a-F圖象,可能是圖2中的圖線丙.(選填“甲、乙、丙”)
(3)從實驗中挑選一條點跡清晰的紙帶,每5個點取一個計數(shù)點,用刻度尺測量計數(shù)點間的距離如圖3所示.已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz.
從圖3中所給的刻度尺上讀出A、B兩點間的距離s1=0.70cm;該小車的加速度a=0.20m/s2.(計算結(jié)果保留二位有效數(shù)字),實驗中紙帶的左(填“左”或“右”)端與小車相連接.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.在“油膜法估測分子的直徑”實驗中將油酸分子看成是球形的,所采用的方法是( �。�
A.等效替代法B.控制變量法C.理想模型法D.比值定義法

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.在探究加速度實驗中,要采用控制變量法來進行研究,實驗裝置如圖所示.
(1)在研究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系中,需要保持小沙袋的質(zhì)量不變,而去改變小車質(zhì)量,來探究小車運動加速度與小車質(zhì)量的關(guān)系.
(2)為減小實驗誤差,要把斜面右端墊高一些,以平衡摩擦力,使小車受到合力等于繩對小車的拉力;那么在每次改變小車質(zhì)量后,是否要重新平衡摩擦力?不要(填“不要”或“要”).
(3)在尋找到加速度和質(zhì)量的關(guān)系,采用圖象方法處理數(shù)據(jù),圖象坐標應(yīng)該選用a-\frac{1}{m}(填“a-m”或“a-1/m”)
(4)要使小車的質(zhì)量遠大于(填“遠大于”或“遠小于”)塑料桶和桶中砝碼的質(zhì)量,才能認為細線對小車的拉力等于塑料桶和砝碼的重力.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.電路圖如圖甲所示,當變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中,兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙中的AC、BC兩直線所示,不考慮電表對電路的影響.則( �。�
A.圖乙中直線BC是電壓表V1的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化圖象
B.變阻器的滑片向右滑動時,電壓表V2讀數(shù)逐漸增加
C.此電路中,變阻器消耗的最大功率為4W
D.此電路中,R0消耗的最大功率為12W

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同步練習冊答案
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