如图甲所示,在边界MN左侧存在斜方向的匀强电场E1,在MN的右侧有竖直向上、场强大小为E2=0.4N/C的匀强电场,还有垂直纸面向内的匀强磁场B(图甲中未画出)和水平向右的匀强电场E3(图甲中未画出),B和E3随时间变化的情况如图乙所示,P1P2为距MN边界2.28m的竖直墙壁,现有一带正电微粒质量为4×10-7kg,电量为1×10-5C,从左侧电场中距MN边界
m的A处无初速释放后,沿直线以1m/s速度垂直MN边界进入右侧场区,设此时刻t=0, 取g =10m/s2.求:
(1)MN左侧匀强电场的电场强度E1(sin37º=0.6);
(2)带电微粒在MN右侧场区中运动了1.5s时的速度;
(3)带电微粒在MN右侧场区中运动多长时间与墙壁碰撞?(
≈0.19)
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解:(1)设MN左侧匀强电场场强为E1,方向与水平方向夹角为θ.
带电小球受力如下图.
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沿水平方向有 qE1cosθ=ma
沿竖直方向有 qE1sinθ=mg
对水平方向的匀加速运动有 v2=2as
代入数据可解得 E1=0.5N/C
θ=53º
即E1大小为0.5N/C,方向与水平向右方向夹53º角斜向上.
(2)带电微粒在MN右侧场区始终满足 qE2=mg
在0~1s时间内,带电微粒在E3电场中
m/s2
带电微粒在1s时的速度大小为 v1=v+at=1+0.1×1=1.1m/s
在1~1.5s时间内,带电微粒在磁场B中运动,周期为
s
在1~1.5s时间内,带电微粒在磁场B中正好作半个圆周运动.所以带电微粒在MN右侧场区中运动了1.5s时的速度大小为1.1m/s, 方向水平向左.
(3)在0s~1s时间内带电微粒前进距离 s1= vt+
at2=1×1+
×0.1×12=1.05m
带电微粒在磁场B中作圆周运动的半径
m
因为r+s1<2.28m,所以在1s~2s时间内带电微粒未碰及墙壁.
在2s~3s时间内带电微粒作匀加速运动,加速度仍为 a=0.1m/s2 ,
在3s内带电微粒共前进距离
s3=
m
在3s时带电微粒的速度大小为
m/s
在3s~4s时间内带电微粒在磁场B中作圆周运动的半径
m=0.19m
因为r3+s3>2.28m,所以在4s时间内带电微粒碰及墙壁.
带电微粒在3s以后运动情况如下图,其中 d=2.28-2.2=0.08m
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sinθ=
, θ=30º
所以,带电微粒作圆周运动的时间为
s
带电微粒与墙壁碰撞的时间为 t总=3+
=
s
科目:高中物理 来源: 题型:
| T |
| 4 |
| 4m |
| qB |
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科目:高中物理 来源: 题型:
| 4m | qB |
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科目:高中物理 来源:2012届河北省衡水中学高三下学期二调考试理综物理试题(带解析) 题型:计算题
(19分)如图甲所示,在边界MN左侧存在斜方向的匀强电场E1,在MN的右侧有竖直向上、场强大小为E2=0.4N/C的匀强电场,还有垂直纸面向内的匀强磁场B(图甲中未画出)和水平向右的匀强电场E3(图甲中未画出),B和E3随时间变化的情况如图乙所示,P1P2为距MN边界2.28m的竖直墙壁,现有一带正电微粒质量为4×10-7kg,电量为1×10-5C,从左侧电场中距MN边界
m的A处无初速释放后,沿直线以1m/s速度垂直MN边界进入右侧场区,设进入右侧场时刻t=0, 取g =10m/s2.求:![]()
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(1)MN左侧匀强电场的电场强度E1的大小及方向。(sin37º=0.6);
(2)带电微粒在MN右侧场区中运动了1.5s时的速度的大小及方向;
(3)带电微粒在MN右侧场区中运动多长时间与墙壁碰撞?(
≈0.19)
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科目:高中物理 来源:2011-2012学年江西省高三第二次模拟考试理科综合物理试卷(解析版) 题型:计算题
如图甲所示,在边界MN左侧存在斜方向的匀强电场E1,在MN的右侧有竖直向上、场强大小为E2=0.4N/C的匀强电场,还有垂直纸面向内的匀强磁场B(图甲中未画出)和水平向右的匀强电场E3(图甲中未画出),B和E3随时间变化的情况如图乙所示,P1P2为距MN边界2.28m的竖直墙壁,现有一带正电微粒质量为4×10-7kg,电量为1×10-5C,从左侧电场中距MN边界
m的A处无初速释放后,沿直线以1m/s速度垂直MN边界进入右侧场区,设进入右侧场时刻t=0, 取g =10m/s2.求:
(1)MN左侧匀强电场的电场强度E1的大小及方向。(sin37º=0.6);
(2)带电微粒在MN右侧场区中运动了1.5s时的速度的大小及方向;
(3)带电微粒在MN右侧场区中运动多长时间与墙壁碰撞?(
≈0.19)
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科目:高中物理 来源:2011-2012学年河北省高三下学期二调考试理综物理试题(解析版) 题型:计算题
(19分)如图甲所示,在边界MN左侧存在斜方向的匀强电场E1,在MN的右侧有竖直向上、场强大小为E2=0.4N/C的匀强电场,还有垂直纸面向内的匀强磁场B(图甲中未画出)和水平向右的匀强电场E3(图甲中未画出),B和E3随时间变化的情况如图乙所示,P1P2为距MN边界2.28m的竖直墙壁,现有一带正电微粒质量为4×10-7kg,电量为1×10-5C,从左侧电场中距MN边界
m的A处无初速释放后,沿直线以1m/s速度垂直MN边界进入右侧场区,设进入右侧场时刻t=0, 取g =10m/s2.求:
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(1)MN左侧匀强电场的电场强度E1的大小及方向。(sin37º=0.6);
(2)带电微粒在MN右侧场区中运动了1.5s时的速度的大小及方向;
(3)带电微粒在MN右侧场区中运动多长时间与墙壁碰撞?(
≈0.19)
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