练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图所示自上而下分为Ⅰ、Ⅱ二个区域，在Ⅰ、Ⅱ中分布有垂直纸面向里的匀强磁场，区域Ⅰ宽度为d，区域Ⅱ中还分布有沿纸面竖直向上的匀强电场．现有一质量为m，电量为q的尘粒，从区域Ⅰ上边缘的S处由静止开始运动，然后以与界面成α角的方向从S1处进入Ⅱ区域，尘粒在Ⅱ区域中刚好做匀速圆周运动，最后通过S2回到Ⅰ区域，已知S1到S2的距离为L，重力加速度为g．求：
    （1）该尘粒在进入Ⅱ区域时的速率
    （2）匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小
    （3）欲使微粒能进入Ⅱ区域，区域Ⅰ宽度d应满足的条件．
    分析：（1）尘粒从S到S1过程，受到重力和洛伦兹力，只有重力做功，根据动能定理求出尘粒在进入Ⅱ区域时的速率．
    （2）尘粒在Ⅱ区域中做匀速圆周运动，重力与电场力平衡，由洛伦兹力提供向心力，由平衡条件求出电场强度．根据几何知识求出半径，由牛顿定律求出磁感应强度．
    （3）使微粒恰好能进入Ⅱ区域时，速度v与Ⅰ、Ⅱ界面平行．将尘粒在磁场Ⅰ中的运动分解为水平方向和竖直方向，研究水平方向，牛顿第二定律列出方程，采用积分法求出区域Ⅰ的宽度，得到d满足的条件．
    解答：精英家教网解：（1）尘粒在磁场Ⅰ中运动时，根据动能定理，得
             mgd=
    1
    2
    mv2    ，得到v=
    		2gd

        （2）尘粒在Ⅱ区域中做匀速圆周运动，则有mg=qE
           得到E=
    mg
    q
    ，方向竖直向上，说明尘粒带正电．
        根据几何知识求出尘粒匀速圆周运动的半径R=
    L
    2sinα

        由牛顿第二定律，得qvB=m
    v2
    R
    ，代入解得
            B=
    2m
    		2gd
    sinα
    qL

        （3）尘粒在磁场Ⅰ中运动时，受到重力和洛伦兹力，将尘粒的运动分解为水平和竖直两个方向，将洛伦兹力也分解为水平和竖直两个方向．
    如图．
        对水平方向用牛顿第二定律，得
          Fx=max
        qvyB=max=m
    △vx
    △t

       则有qvyB△t=m△vx
    ∑qvyB△t=∑m△vx
      得到qBy=mv
     由题微粒恰好能进入Ⅱ区域时，则速度v与Ⅰ、Ⅱ界面平行
       由动能定理，得mgy=
    1
    2
    mv2
       代入解得y=
    2m2g
    B2q

    故欲使微粒能进入Ⅱ区域，区域Ⅰ宽度d应满足的条件d＜
    2m2g
    B2q
    ．
    答：（1）该尘粒在进入Ⅱ区域时的速率为
    		2gd
    ．
        （2）匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小为
    2m
    		2gd
    sinα
    qL
    ．
        （3）欲使微粒能进入Ⅱ区域，区域Ⅰ宽度d应满足的条件是d＜
    2m2g
    B2q
    ．
    点评：本题第（1）、（2）小问是常规题，难点在第（3）问，根据运动的分解，运用积分法求解非变速运动的位移．这也是常用的方法．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示自上而下分为I、II两个区域，在I、II中分布有垂直纸面向里的匀强磁场，区域I宽度为d，区域II中还分布有沿纸面竖直向上的匀强电场。现有一质量为m，电量为q的尘粒，从区域I边缘的S自由静止开始运动，然后以与界面成α角的方向从S1处进入II区域，尘粒在II区域中了做匀速圆周运动，最后通过S2回到I区域，已知S1到S2的距离为L，重力加速度为g，求：

       （1）该尘粒在进入II区域时的速率；

       （2）匀强电场的电阻强度和匀强磁场的磁感应强度的大小；

       （3）欲使微粒能进入    II区域，区域I宽度d应满足的条件。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：盐城模拟 题型：问答题

    如图所示自上而下分为Ⅰ、Ⅱ二个区域，在Ⅰ、Ⅱ中分布有垂直纸面向里的匀强磁场，区域Ⅰ宽度为d，区域Ⅱ中还分布有沿纸面竖直向上的匀强电场．现有一质量为m，电量为q的尘粒，从区域Ⅰ上边缘的S处由静止开始运动，然后以与界面成α角的方向从S1处进入Ⅱ区域，尘粒在Ⅱ区域中刚好做匀速圆周运动，最后通过S2回到Ⅰ区域，已知S1到S2的距离为L，重力加速度为g．求：
    （1）该尘粒在进入Ⅱ区域时的速率
    （2）匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小
    （3）欲使微粒能进入Ⅱ区域，区域Ⅰ宽度d应满足的条件．
    精英家教网

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （16分）如图所示自上而下分为Ⅰ、Ⅱ二个区域，在Ⅰ、Ⅱ中分布有垂直纸面向里的匀强磁场，区域Ⅰ宽度为d区域Ⅱ中海分布有言纸面竖直向上的匀强电场。现有一质量为m，电量为q的尘粒，从区域Ⅰ上边缘的S处由静止开始运动，然后以与界面成α角的方向从S1处进入Ⅱ区域，尘粒在Ⅱ区域中刚好做匀速圆周运动，最后通过S2回到Ⅰ区域，已知S1到S2的距离为L，重力加速度为g。求：

    （1）该尘粒在进入Ⅱ区域时的速率

    （2）匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小

    （3）欲使微粒能进入Ⅱ区域，区域Ⅰ宽度d应满足的条件

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2011年江苏省盐城市高考物理摸底试卷（解析版） 题型：解答题

    如图所示自上而下分为Ⅰ、Ⅱ二个区域，在Ⅰ、Ⅱ中分布有垂直纸面向里的匀强磁场，区域Ⅰ宽度为d，区域Ⅱ中还分布有沿纸面竖直向上的匀强电场．现有一质量为m，电量为q的尘粒，从区域Ⅰ上边缘的S处由静止开始运动，然后以与界面成α角的方向从S1处进入Ⅱ区域，尘粒在Ⅱ区域中刚好做匀速圆周运动，最后通过S2回到Ⅰ区域，已知S1到S2的距离为L，重力加速度为g．求：
    （1）该尘粒在进入Ⅱ区域时的速率
    （2）匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小
    （3）欲使微粒能进入Ⅱ区域，区域Ⅰ宽度d应满足的条件．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案