精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图所示,竖直放置的两块很大的平行金属板a、b,相距为d,ab间的电场强度为E,今有一带正电的微粒从a板下缘以初速度v0竖直向上射入电场,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变为水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域,bc区域的宽度也为d,所加电场大小为E方向竖直向上,磁感强度方向垂直纸面向里,磁场大小等于E/v0.求微粒从射入电场到离开磁场所用的时间.
求 (1)粒子在ab区域的运动时间?
(2)粒子在bc区域的运动时间?
分析:(1)粒子在电场中受重力和电场力,得出重力和电场力的关系,将微粒在电场中的运动分解为水平方向和竖直方向,根据等时性求出在电场中的时间;
(2)进入磁场后,受洛伦兹力和重力,分析两个力的关系,确定微粒的运动情况:在磁场中做匀速直线运动,通过速度和位移求出时间,从而求出微粒在电场和磁场中运动的时间.
解答:解:(1)在ab区域做匀变速曲线运动
水平方向匀加速直线
Eq=max,v0=axt1
d=
1
2
axt12

竖直方向匀减速直线0=v0-gt1
t1=
v0
g

d=
1
2
axt12

v02=2gd
解得:Eq=mg;t1=
v0
g
t1=
2d
g

(2)在bc区域    mg=Eq
Bvq=
mv2
r

所以粒子做匀速圆周运动
Bvq=
mv2
r

Bvq=Eq
v02=2gd
r=
mv02
Eq
=
mv02
mg
=2d

由几何关系得   θ=
π
3

Bvq=
mv2
r
T=
2πr
v

Bvq=Eq
Eq=mg
T=
2πm
Bq
=
2πmv0
Eq
=
2πmv0
mg
=
v0
g

所以t2=
θ
T=
πv0
3g
t2=
π
3
2d
g

答:(1)粒子在ab区域的运动时间
v0
g

(2)粒子在bc区域的运动时间t2=
πv0
3g
点评:解决本题的关键理清微粒的运动情况,结合运动学公式进行求解,难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,竖直放置的光滑圆环上套有一质量为m的小球,小球经过最高点时的速度为υ0=
1
2
gR
,其中R为圆环的半径,g为重力加速度.求:
(1)小球经过圆环最高点时受到圆环的弹力的大小和方向;
(2)小球经过圆环最低点时对圆环的弹力大小和方向.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中.一质量为m、带电量为+q的物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点C,场强大小E<
mgq

(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功.
(2)求物块离开轨道落回水平面的位置距C点的水平距离.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P固定,P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态,则斜面体P此刻受到外力的个数可能是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网 物理选修3-3
(1)关于分子运动和热现象的说法,正确的是
 
(填入正确选项前的字母)
A.布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动
B.气体的温度升高,每个气体分子运动的速率都增加
C.一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽,其分子之间的势能增加
D.空调机作为制冷机使用时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
(2)如图所示,竖直放置的圆筒形注射器,活塞上端接有气压表,能够方便测出所封闭理想气体的压强.开始时,活塞处于静止状态,此时气体体积为30cm3,气压表读数为1.1×105Pa.若用力向下推动活塞,使活塞缓慢向下移动一段距离,稳定后气压表读数为2.2×105Pa.不计活塞与气缸内壁间的摩擦,环境温度保持不变.
①简要说明活塞移动过程中,被封闭气体的吸放热情况;
②求活塞稳定后气体的体积;
③对该过程中的压强变化做出微观解释.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,竖直放置的U形导轨宽为L,上端串有电阻R(其余导体部分的电阻都忽略不计).磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外.金属棒ab的质量为m,与导轨接触良好,不计摩擦.从静止释放后ab保持水平而下滑.试求
(1)ab匀速下滑时的速度vm
(2)若ab从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h,此过程中产生的焦耳热为多少?

查看答案和解析>>

同步练习册答案