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如图10所示,在xOy平面内,有场强E=12N/C,方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2T、方向垂直xOy平面指向纸里的匀强磁场.一个质量m=4×10-5kg,电量q=2.5×10-5C带正电的微粒,在xOy平面内做匀速直线运动,运动到原点O时,撤去磁场,经一段时间后,带电微粒运动到了x轴上的P点.求:(1)P点到原点O的距离;(2)带电微粒由原点O运动到P点的时间.

 


   

【参考答案】 解析:(1)微粒运动到O点之前要受到重力、电场力和洛仑兹力作用,如图所示.在这段时间内微粒做匀速直线运动,说明三力合力为零.由此可得出微粒运动到O点时速度的大小和方向.(2)微粒运动到O点之后,撤去磁场,微粒只受到重力、电场力作用,其合力为一恒力,与初速度有一夹角,因此微粒将做匀变速曲线运动,如图所示.可利用运动合成和分解的方法去求解.

解析:因为

    电场力为:

则有:

所以得到: v=10m/s

所以θ=37°

因为重力和电场力的合力是恒力,且方向与微粒在O点的速度方向垂直,所以微粒在后一段时间内的运动为类平抛运动.可沿初速度方向和合力方向进行分解。设沿初速度方向的位移为,沿合力方向的位移为,则

因为         

所以 P点到原点O的距离为15m; O点到P点运动时间为1. 2s.

 


练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

Ⅰ.在《验证机械能守恒定律》实验中,实验装置如图1所示.

(1)根据打出的纸带(图2),选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起点O的距离为xo,点A、C间的距离为x1,点C、E间的距离为x2,交流电的周期为T,当地重力加速度为g,则根据这些条件计算打C点时的速度表达式为:vc=
x
 
1
+x
 
2
4T
x
 
1
+x
 
2
4T
(用x1、x2和T表示)
(2)根据实验原理,只要验证表达式
g(
x
 
0
+x
 
1
)=
(x
 
1
+x
 
2
)
2
 
3
2T
2
 
g(
x
 
0
+x
 
1
)=
(x
 
1
+x
 
2
)
2
 
3
2T
2
 
(用g、x0、x1、x2和T表示)成立,就验证了机械能守恒定律.
(3)完成实验中发现,重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,我们可以通过该实验装置测定该阻力的大小则还需要测量的物理量是
重物质量m
重物质量m
(写出名称)
Ⅱ.某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元件.图1为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,先需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材:


器材(代号) 规格
电流表(A1
电流表(A2
电压表(V1
电压表(V2
滑动变阻器(R1
滑动变阻器(R2
直流电源(E)
开关(S)
导线若干
量程0~50mA,内阻约为50Ω
量程0~200mA,内阻约为10Ω
量程0~3V,内阻约为10kΩ
量程0~15V,内阻约为25kΩ
阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A
阻值范围0~1kΩ,允许最大电流100mA
输出电压6V,内阻不计
①为提高实验结果的准确程度,电流表应选用
A
 
2
A
 
2

电压表应选用
V
 
1
V
 
1
;滑动变阻器应选用
R
 
1
R
 
1
.(以上均填器材代号)
②为达到上述目的,请在虚线框内(图2)画出正确的实验电路原理图3.
③实物连线(部分已连接好,完成余下部分)

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2013?重庆模拟)(1)为了简单测量小木块与水平桌面间的动摩擦因数,按以下步骤进行:
a.将一端固定在木板P上的轻弹簧置于水平桌面上,固定木板P,在桌面上标记弹簧自由端位置O.将小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至A位置,如图1所示.
b.将小木块从静止开始释放,小木块运动至B位置停止.
c.将弹簧移至桌边,使弹簧自由端位置O与桌边缘对齐,如图2所示,固定木板P,使小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至C位置,使
.
OC
=
.
OA
,将小木块从静止开始释放,小木块落至水平地面D处,O'为O点在水平地面的竖直投影点.若已经测得OB距离为L,OO'间竖直高度为h.小木块可看做质点,不计空气阻力.
①为测量小木块与水平桌面间的动摩擦因数,还需要测量的物理量是:
O′与D点的距离x
O′与D点的距离x
(用文字和字母表示)
②写出小木块与桌面间的动摩擦因数的表达式:μ=
x2
4Lh
x2
4Lh
(用测得的物理量的字母表示) 
(2)在做测量一电源的电动势和内电阻的实验时,备有下列器材:
A.定值电阻:
R
 
0
=2Ω
B.直流电流表(量程0~0.6A,内阻不能忽略)
C.直流电压表(量程0~3V,内阻较大)
D.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围0~200Ω)
F.开关S及导线若干
①滑动变阻器选用
D
D
(填“D”或“E”).
②某同学将选定的器材在图3所示的实物图上连线完成了部分实验电路,请你以笔画线做导线连接正确的电路.
③按正确操作完成实验,根据实验记录,将测量数据描点作出拟合图线如图4所示,由图象可得该电源的电动势E=
2.95
2.95
V,内电阻r=
0.770
0.770
Ω(结果均保留三位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?泰州一模)如图所示,x0y平面内,y轴左侧有方向竖直向下,电场强度为E=1.0×104N/的匀强电场.在Y轴右侧有一个边界为圆形的匀强磁场区域,圆心O′位于x轴上,半径为r=0.01m,磁场最左边与Y轴相切于O点,磁感应强度为B=0.01T,方向垂直纸面向里.在坐标xo=0.06m处有垂直于x轴的足够大的荧光屏PQ.一束带正电的粒子从电场中的A点(图中未标出)以垂直于电场的初速度向右运动,穿出电场时恰好通过坐标原点,速度大小为v=2×106m/s,方向与x轴正向成300角斜向下.已知粒子的质量为m=1.0×l0-2kg,电量为q=1.0×10-10C,重力不计.
(1)求粒子出发点A的坐标;
(2)若圆形磁场可沿x轴向右移动,圆心O仍在x轴上,由于磁场位置的不同,导致该粒子打在荧光屏上的位置也不同,求粒子打在荧光屏上的位置范围;
(3)若改变磁场半径,磁场最左边仍然与Y轴相切于O点,当磁场半径至少为多大时,粒子就再也不能打到带屏上?

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年江苏省泰州市高三第一次模拟考试物理卷 题型:计算题

(16分)如图所示,xoy平面内,y轴左侧有方向竖直向下,电场强度为E=1.0×1 04 N/的匀强电场。在Y轴右侧有一个边界为圆形的匀强磁场区域,圆心O’位于x轴上,半径为r=0.01 m,磁场最左边与Y轴相切于O点,磁感应强度为B=0.01T,方向垂直纸面向里。在坐标xo=0.06m处有垂直于x轴的足够大的荧光屏PQ。一束带正电的粒子从电场中的A点(图中未标出)以垂直于电场的初速度向右运动,穿出电场时恰好通过坐标原点,速度大小为v=2 ×106m/s,方向与x轴正向成300角斜向下。已知粒子的质量为m=1.0×l0-2kg,电量为q=1.0×10-10C,重力不计。

(1)求粒子出发点A的坐标;

(2)若圆形磁场可沿x轴向右移动,圆心O仍在x轴上,由于磁场位置的不同,导致该粒子打在荧光屏上的位置也不同,求粒子打在荧光屏上的位置范围;

(3)若改变磁场半径,磁场最左边仍然与Y轴相切于O点,当磁场半径至少为多大时,粒子就再也不能打到带屏上?

 

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科目:高中物理 来源:2011年江苏省泰州市高考物理一模试卷(解析版) 题型:解答题

如图所示,x0y平面内,y轴左侧有方向竖直向下,电场强度为E=1.0×104N/的匀强电场.在Y轴右侧有一个边界为圆形的匀强磁场区域,圆心O′位于x轴上,半径为r=0.01m,磁场最左边与Y轴相切于O点,磁感应强度为B=0.01T,方向垂直纸面向里.在坐标xo=0.06m处有垂直于x轴的足够大的荧光屏PQ.一束带正电的粒子从电场中的A点(图中未标出)以垂直于电场的初速度向右运动,穿出电场时恰好通过坐标原点,速度大小为v=2×106m/s,方向与x轴正向成300角斜向下.已知粒子的质量为m=1.0×l0-2kg,电量为q=1.0×10-10C,重力不计.
(1)求粒子出发点A的坐标;
(2)若圆形磁场可沿x轴向右移动,圆心O仍在x轴上,由于磁场位置的不同,导致该粒子打在荧光屏上的位置也不同,求粒子打在荧光屏上的位置范围;
(3)若改变磁场半径,磁场最左边仍然与Y轴相切于O点,当磁场半径至少为多大时,粒子就再也不能打到带屏上?

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