如右图所示,一个质量为m、电荷量为q的正离子,从D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场,此电场方向与AC平行且向上,最后离子打在距离A点2d的G处, AG⊥AC.若不计离子重力,离子运动轨迹始终在纸面内,试求:
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⑴此离子在磁场中做圆周运动的半径r;
⑵离子从D处运动到G处所需时间;
⑶离子到达G处时的动能.
(1)
d
(2)
(3) ![]()
【解析】
试题分析:(1)正离子的运动轨迹如图所示,离子圆周运动半径r满足:
r+rcos 60°=d
解得:r=
d
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(2)设离子在磁场中运动的速度为v0,则有
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得,![]()
离子在磁场中运动的周期为![]()
根据轨迹得:离子在磁场中做圆周运动的时间为:
,
离子从C运动到G做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,所需的时间![]()
由![]()
得,![]()
故离子从D→C→G的总时间为:
t=t1+t2=![]()
(2)设电场强度为E,对离子在电场中的运动过程,有:
qE=ma,d=
at22
由动能定理得:Eq•d=EkG-
mv02
解得:![]()
考点:类平抛运动及圆周运动;牛顿定律及动能定理。
科目:高中物理 来源:2014届湖北省公安县高三上开学考试物理试卷(解析版) 题型:填空题
如右图所示,一个质量为m,顶角为
的直角劈和一个质量为M的长方形木块,夹在两竖直墙之间,不计摩擦,则M对左墙压力的大小为___________
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科目:高中物理 来源:2012年人教版高中物理选修3-1 1.4电势能和电势练习卷(解析版) 题型:计算题
一匀强电场,场强方向是水平的(如右图所示).一个质量为m的带正电的小球,从O点出发,初速度的大小为v0,在静电力与重力的作用下,恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动.求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差.
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科目:高中物理 来源:2013届山东省高二下学期期末考试物理试卷(解析版) 题型:选择题
如右图所示,一个质量为m=2.0kg的物体,放在倾角为θ=300的面上静止不动,若用竖直向上的大小为F=5.0N的力提物体,物体仍静止(g取10m/s2),下列结论正确的是( )
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A.物体受到合外力减少5.0N
B.物体受到摩擦力减少5.0N
C.斜面受到压力减少5.0N
D.物体对斜面的作用力减少5.0N
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
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