如图甲所示,光滑、绝缘直角三角型斜面MON固定在水平地面上,ON边长s=12m,θ=37°;虚线左、右空间存在磁感应强度为B1=(T)B2=(T)的匀强磁场,方向分别垂直于纸面向里、向外;整个空间存在着竖直方向的、随时间交替变化的匀强电场(如图乙所示,竖直向上方向为正方向)。在距O点L=(m)处的P点有一物块抛射器,在t=0时刻将一质量为m、带电荷量为q(q>0)的小物块(可视为质点)抛入电磁场,小物块恰好能在O点切入ON斜面。设小物块在ON面上滑行时无电荷损失且所受洛伦兹力小于2mgcosθ,求:
(1)小物块抛出速度的大小;
(2)小物块从抛出到运动至N点所用时间。
解:(1)时刻小物块进入电磁场,由乙图知,电场方向向上,且有,
所以小物块在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动(1分)
小物块恰好由点切入斜面,小物块被抛出时的速度方向必垂直于,设此过程中
小物块运动的时间为,有
(2分) (2分)
(1分) (2分)
代入数据解得,小物块的抛出速度的大小m/s,运动周期S,在磁场B1中运动
的时间s (1分)
(2)小物块切入ON时,电场方向变为向下,有,(2分)
将代入,
解得m/s2 (2分)
当电场变为竖直向上后小物块正好做一个完整的圆周运动,然后电场方向又变为竖直向下,小物块继续沿斜面以m/s2的加速度下滑,故设小物块在斜面上滑行的总时间为,则有 (2分)
代入数据得s(=-2s舍去) (2分)
分析知,小物块沿斜面下滑后,作一个完整的圆周运动,然后又沿斜面下滑 到达N点,设做圆周动动的时间是,因为,,又,
所以,则 (2分)
小物块从P点运动到N点所用时间为 (2分)
科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解
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科目:高中物理 来源:江苏模拟 题型:问答题
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科目:高中物理 来源:2011年江苏省高考物理模拟试卷(一)(解析版) 题型:填空题
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