(10分)如图,在3、4象限有垂直纸面向外的匀强磁场,在1、2象限有竖直向下的匀强电场。现从y轴上的P点(其坐标为(0,a))水平向右发射一质量为m,电量为q,
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(10分)如图,在3、4象限有垂直纸面向外的匀强磁场,在1、2象限有竖直向下的匀强电场。现从y轴上的P点(其坐标为(0,a))水平向右发射一质量为m,电量为q,
题型:不详
难度:
来源:
(10分)如图,在3、4象限有垂直纸面向外的匀强磁场,在1、2象限有竖直向下的匀强电场。现从y轴上的P点(其坐标为(0,a))水平向右发射一质量为m,电量为q,速度为V
0
的带电粒子(不计重力).它与+x方向成45°角进入第4象限。
(1)电场强度的大小?
(2)若有一长略大于3a的绝缘弹性板放在x轴上,且中点与坐标原点重合,问磁感应强度多少时,粒子与薄板弹性碰撞后(即碰撞前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变,方向相反)可再次从第2象限直接回到P点?
答案
解析
(1)
(2)
试题分析:(1)由能量守恒定律可得:
(2)电荷要回到P点,轨迹必须满足对称性,由对称性可得:
电荷的回旋半径r必须满足:
同时为了保证电荷能够与绝缘板碰撞,回旋半径的最小值必须满足:
又:
点评:本题难度较大,在电场中应用动能定理不难求得场强大小,但进入磁场后粒子的运动轨迹如何还要判断初速度方向,能够明确回旋半径的最小值是解决本题的关键
举一反三
设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图6所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,忽略重力,以下说法中不正确的是
A.这离子必带正电荷
B.A点和B点位于同一高度
C.离子在C点时速度最大
D.离子到达B点后,将沿原曲线返回A点
题型:不详
难度:
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如图所示,通电导体棒AC静止于水平导轨上,棒的质量为m长为L,通过的电流强度为I,匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成θ角,求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大?
题型:不详
难度:
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如图12所示,一个半径为R的绝缘光滑半圆环,竖直放在场强为E的匀强电场中,电场方向竖直向下.在环壁边缘处有一质量为m,带有正电荷q的小球,由静止开始下滑,求小球经过最低点时对环底的压力.
题型:不详
难度:
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如图所示,有一带电小球,从两竖直的带电平行板上方某高度处自由落下,两板间匀强磁场方向垂直纸面向外,则小球通过电场、磁场空间时
A.可能做匀加速直线运动
B.一定做曲线运动
C.只有重力做功
D.电场力对小球一定做正功
题型:不详
难度:
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(16分)如图所示,AB为固定在竖直平面内粗糙倾斜轨道,BC为光滑水平轨道,CD为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,且AB与BC通过一小段光滑弧形轨道相连,BC与弧CD相切。已知AB长为L=10m,倾角θ=37°,BC长s=
m,CD弧的半径为R=
m,O为其圆心,∠COD=143°。整个装置处在水平向左的匀强电场中,电场强度大小为E=1×10
3
N/C。一质量为m=0.4kg、电荷量为q= +3×10
-3
C的物体从A点以初速度v
A
=15m/s沿AB轨道开始运动。若物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ=0.2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s
2
,物体运动过程中电荷量不变。求
(1)物体在AB轨道上运动时,重力和电场力对物体所做的总功;
(2)物体能否到达D点;
(3)物体离开CD轨道后运动的最高点相对于O点的水平距离x和竖直距离y。
题型:不详
难度:
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