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在如图1所示的区域里,存在指向纸外的磁感应强度为B=
2πm
q
的匀强磁场;在竖直方向存在随时间交替变化的如2所示的匀强电场,电场大小E0=
mg
q
,已知竖直向上为正方向.一倾角为θ长度足够的光滑绝缘斜面竖直放置其中.斜面上一带正电小球(质量m 带电量q)从t=0时刻由静止沿斜面滑下.设第一秒内小球不会脱离斜面,求:两秒内小球离开斜面的最大距离.
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分析:在第一秒内,电场力方向竖直向下,洛伦兹力方向垂直斜面向上,小球的合力沿斜面向下,做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求出加速度的大小,从而求出1s末的速度,第二秒内,电场力与重力平衡,小球受洛伦兹力做匀速圆周运动,当小球运动半个周期时,距离斜面最远.结合半径公式求出最远距离.
解答:解:在第一秒内,小球在斜面上作匀加速度直线运动
由qE=mg 得
加速度a=
(mg+qE)sinθ
m
=2gsinθ
---①
1秒末的速度V1=2gsinθ---②
在第二秒内,小球作匀速圆周运动,由题意知周期为1秒.
r=
mv1
qB

所以离斜面的最远距离为s=2r=
2mv1
qB
=
2gSinθ
π
---③
答:两秒内小球离开斜面的最大距离为
2gSinθ
π
点评:本题考查小球在复合场中的运动,关键理清小球在第1s内和第2s内的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.
练习册系列答案
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精英家教网在如图1所示的区域里,存在垂直指相纸外的磁感应强度为B=2πm/q的匀强磁场;在竖直方向存在随时间交替变化的如图2所示的匀强电场,场强大小E0=mg/q,设竖直向上为正方向.一倾角为θ且足够长的光滑绝缘斜面竖直放置其中.斜面上一带正电小球(质量为m,电量为q)从t=0时刻开始沿斜面无初速滑下.设第一秒内小球不会脱离斜面,求:
(1)第1s内小球的位移.
(2)前两秒内小球离开斜面的最大距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

在如图 9 所示的装置中 , 虚线框内存在互相垂直的匀强磁场和匀强电场 , 匀强磁场方向 向下 , 磁感应强度为B1; 匀强电场方向垂直纸面向外 , 场强为 E 。在MN右侧有垂直纸面向里 的匀强磁场 , 磁感应强度为 B2 。现有一离子从 01 点垂直于电场、磁场方向射人后 , 沿直线运动 至 02 点后进入MN的右侧区域 , 最后打在MN上距O2为 d 的 P 点。不计离子的重力 , 求 :

(1)离子带何种电?

(2) 离子的电荷量与质量之比。

(3)离子在MN右侧运动的时间。

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在如图甲所示的装置中,阴极K能够连续不断地发射初速不计的电子,这些电子经PK间的电场加速后,都能通过P板上的小孔沿垂直于P板的方向进入P板右侧的区域,打到P板右侧L远处且与P平行的荧光屏Q上的O点,由于PK相距很近,所有电子通过电场所用时间忽略不计。现在PQ间加垂直纸面向里的匀强磁场,且从某一时刻t=0开始,在PK间加一周期性变化的电压,电压随时间的变化关系如图乙所示,则从该时刻起,所有从小孔射出的电子恰好能全部打到荧光屏上。已知电子质量为m,带电量为e,粒子在磁场中做圆周运动的周期小于4T0,求:

(1)电子打到荧光屏上的范围;
(2)从t=0时刻开始在电压变化的一个周期内,打到屏上距O点最近的电子与最远的电子的时间

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科目:高中物理 来源: 题型:

在如图甲所示的区域里,存在指向纸外的磁感应强度为B=2πm/q的匀强磁场;在竖直方向存在随时间交替变化的如图乙所示的匀强电场,电场大小E0=mg/q,已知竖直向上为正方向.一倾角为θ长度足够的光滑绝缘斜面竖直放置其中,斜面上一带正电小球(质量为m,带电量为q)从t=0时刻由静止开始沿斜面滑下.设第1秒内小球不会脱离斜面,求:

(1)第1秒末小球的速度.

(2)第2秒内小球离开斜面的最大距离.

(3)第5秒内带电小球不离开斜面则斜面倾角θ应满足的条件.

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