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题目
题型:不详难度:来源:
如题25图所示,在直角坐标xOy平面y轴左侧(含y轴)有一沿y轴负向的匀强电场,一质量为m,电量为q的带正电粒子从x轴上P处以速度v0沿x轴正向进入电场,从y轴上Q点离开电场时速度方向与y轴负向夹角=30°,Q点坐标为(0,-d),在y轴右侧有一与坐标平面垂直的有界匀强磁场区域(图中未画出),磁场磁感应强度大小,粒子能从坐标原点O沿x轴负向再进入电场.不计粒子重力,求:

(1)电场强度大小E;
(2)如果有界匀强磁场区域为半圆形,求磁场区域的最小面积;
(3)粒子从P点运动到O点的总时间.
答案
(1)(2)(3)
解析
首先根据平抛运动及动能定理求出电场强度;画出运动轨迹,求出半径,根据几何关系求出最小面积;分步求出各段的时间,最后求和得出总时间。
(1)设粒子从Q点离开电场时速度大小
由粒子在匀强电场中做类平抛运动得:(1分)

由动能定理得    (2分)
解得(1分)
(2)设粒子从M点进入、N点离开半圆形匀强磁场区域
粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为,圆心为,如解答图所示
由洛伦兹力提供向心力,得 
解得(2分)
若半圆形磁场区域的面积最小,则半圆形磁场区域的圆心为
可得半径(2分)半圆形磁场区域的最小面积(2分)
(3)设粒子在匀强电场中运动时间为
粒子从Q点离开电场时沿y轴负向速度大小为 有
  解得(2分)
设粒子在磁场中做匀速圆周运动时间为 有(2分)
粒子在QM、NO间做匀速直线运动时间分别为
由几何关系可得QM距离 得(2分)
NO间距离    得(2分)
粒子从P点运动到O点的总时间
(1分)
核心考点
试题【如题25图所示,在直角坐标xOy平面y轴左侧(含y轴)有一沿y轴负向的匀强电场,一质量为m,电量为q的带正电粒子从x轴上P处以速度v0沿x轴正向进入电场,从y轴】;主要考察你对粒子在复合场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R = 3Ω的电阻.导轨相距d = 1m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感强度B = 0.5T.质量为m = 0.1kg,电阻为r = 1Ω的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好,现用平行于MN的恒力F = 1N向右拉动CD,CD受摩擦阻力f恒为0.5N.求

(1)CD运动的最大速度是多少?
(2)当CD达到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?
(3)当CD的速度为最大速度的一半时,CD的加速度是多少?
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,电阻忽略不计的、两根平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为3 的定值电阻.在水平虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场、磁场区域的高度为.导体棒的质量,电阻;导体棒的质量,电阻.它们分别从图中处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,且都能匀速穿过磁场区域,当刚穿出磁场时正好进入磁场.设重力加速度为g="10" m/s2.(不计之间的作用,整个运动过程中棒始终与金属导轨接触良好)

求:(1)在整个过程中两棒克服安培力分别做的功;
(2)进入磁场的速度与进入磁场的速度之比:
(3)分别求出点和点距虚线的高度.
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,在平行板电容器的两板之间,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁感应强度B1=0.40T,方向垂直纸面向里,电场强度E=2.0×105V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B2=0.25T,磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°.一束带电量q=8.0×10-19C的同位素正离子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区,离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°~90°之间,不计离子重力,求:

(1)离子运动的速度为多大?
(2)x轴上被离子打中的区间范围?
(3)离子从Q运动到x轴的最长时间?
(4)若只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小,使离子都不能打到x轴上,磁感应强度大小B2´应满足什么条件?
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如图所示,电阻可忽略导线框abcd固定在竖直平面内,导线框ab和dc的宽度为l,在bc段接入阻值为R的电阻,ef是一电阻可忽略的水平放置的导电杆,杆的质量为m,杆的两端分别与ab和cd保持良好接触,且能沿导线框ab和dc无摩擦地滑动,磁感应强度为B的匀强磁场方向与框面垂直. 现用一恒力F竖直向上拉导体杆ef,当导体杆ef上升高度为h时,导体杆ef恰好匀速上升,求:

(1)此时导体杆ef匀速上升的速度v的大小;
(2)导体杆ef上升h的整个过程中产生的焦耳热Q的大小.
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如图甲所示,MN、PQ为间距L="0" .5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN,导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角,NQ间连接有一个R=4Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度,已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C,且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示,设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。取g=10m/s2。求:

(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)cd离NQ的距离s;
(3)金属棒滑行至cd处的过程中,电阻R上产生的热量;
(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,为使金属棒中不产生感应电流,则磁感应强度B应怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)。
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