练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图所示，在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场，现有一质量为m、电量为+q的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与y的方向成45°角．当粒子运动到电场中坐标为（3L，L）的P点处时速度大小为v0，方向与x轴正方向相同．求：
    （1）粒子从O点射入磁场时的速度v；
    （2）匀强电场的场强E0和匀强磁场的磁感应强度B0．
    （3）粒子从O点运动到P点所用的时间．
    分析：带电粒子以与x轴成45°垂直进入匀强磁场后，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，接着又以与x轴成45°进入匀强电场，当到达P点时速度恰好与x轴平行．由粒子在电场P点的速度可求出刚进入电场的速度，从而由类平抛运动与圆周运动结合几何关系可求出圆弧对应的半径，因此可算出磁感应强度及电场强度．同时由周期公式及运动学公式可求出粒子从O点到P点的时间．
    解答：解：若粒子第一次在电场中到达最高点P，则其运动轨迹如图所示．
    粒子在O点时的速度大小为v，OQ段为圆周，QP段为抛物线．根据对称性可知，粒子在Q点时的速度大小也为v，方向与x轴正方向成45°角，可得：
    V0=vcos45°      
    解得：v=
    		2
    v0   
    精英家教网
    （2）在粒子从Q运动到P的过程中，由动能定理得：
    -qEL=
    1
    2
    mv02-
    1
    2
    mv2    
        解得：E=
    mv
    2
    0
    2qL
     
    又在匀强电场由Q到P的过程中，
       水平方向的位移为：x=v0t1
       竖直方向的位移为：y=
    v0
    2
    t1=L
       可得XQP=2L，OQ=L
    由OQ=2Rcos45°故粒子在OQ段圆周运动的半径：R=
    		2
    2
    L 及R=
    mv
    Bq
    ，
       得B0=
    2mv0
    Lq
    ，
    （3）在Q点时，vy=v0tan45°=v0  
    设粒子从Q到P所用时间为t1，在竖直方向上有：t1=
    2L
    v0
      
       粒子从O点运动到Q所用的时间为：t2=
    πL
    4v0

       则粒子从O点运动到P点所用的时间为：t总=t1+t2=
    2L
    v0
    +
    πL
    4v0
    =
    (8+π)L
    4v0
    ．
    点评：可将粒子的运动轨迹逆向思考，看成粒子在电场中以一定速度做类平抛运动后，进入匀强磁场中做匀速圆周运动．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在竖直平面的xOy坐标系中，Oy竖直向上，Ox水平．设平面内存在沿x轴正方向的恒定风力．一物体从坐标原点沿Oy方向竖直向上抛出，初速度为v0=4m/s，不计空气阻力，到达最高点的位置如图中M点所示，（坐标格为正方形，g=10m/s2）
    求：（1）在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x轴时的位置N．
    （2）小球到达N点的速度v2的大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在竖直平面的xoy坐标系中，oy竖直向上，ox水平．该平面内存在沿x轴正方向的恒定风力．一物体从坐标原点沿oy方向竖直向上抛出，初速度为V0=4m/s，不计空气阻力，到达最高点的位置如图中M点所示，（坐标格为正方形）求：
    （1）小球在M点的速度V1
    （2）在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x轴时的位置N
    （3）小球到达N点的速度V2的大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在直角坐标系xOy平面的第Ⅱ象限内有半径为R的圆O1分别与x轴、y轴相切于C（-R，0）、D（0，R） 两点，圆O1内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．与y轴负方向平行的匀强电场左边界与y轴重合，右边界交x轴于G点，一带正电的粒子A（重力不计）电荷量为q、质量为m，以某一速率垂直于x轴从C点射入磁场，经磁场偏转恰好从精英家教网D点进入电场，最后从G点以与x轴正向夹角为45°的方向射出电场．求：
    （1）OG之间的距离；
    （2）该匀强电场的电场强度E；
    （3）若另有一个与A的质量和电荷量相同、速率也相同的粒子A′，从C点沿与x轴负方向成30°角的方向射入磁场，则粒子A′再次回到x轴上某点时，该点的坐标值为多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

     (2013·合肥模拟)(15分)如图所示，在竖直平面的xOy坐标系中，Oy竖直向上，Ox水平。设平面内存在沿x轴正方向的恒定风力。一小球从坐标原点沿Oy方向竖直向上抛出，初速度为v0=4 m/s，不计空气阻力，到达最高点的位置如图中M点所示，(坐标格为正方形，g=10 m/s2)求：

    (1)小球在M点的速度v1;

    (2)在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x轴时的位置N；

    (3)小球到达N点的速度v2的大小。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在竖直平面的xOy坐标系中，Oy竖直向上，Ox水平．设平面内存在沿x轴正方向的恒定风力．一小球从坐标原点沿Oy方向竖直向上抛出，初速度为v0＝4 m/s，不计空气阻力，到达最高点的位置如图中M点所示，(坐标格为正方形，g＝10 m/s2)求：

     (1)小球在M点的速度v1；

    (2)在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x轴时的位置N；

    (3)小球到达N点的速度v2的大小．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案