题目内容

如图所示,虚线框中存在垂直纸面向外的匀强磁场B和平行纸面且与竖直平面夹角为45°的斜向下的匀强电场E,有一质量为m、电荷量为q的带负电的小球在高为h处的P点从静止开始自由下落,当小球运动到复合场内时刚好做直线运动,那么( )

A.小球在复合场中一定做匀速直线运动
B.磁感应强度,场强
C.若换成带正电的小球,小球仍可能做直线运动
D.若同时改变小球的比荷与初始下落高度h,小球仍能沿直线通过复合场
【答案】分析:小球进入复合场受重力、电场力和洛伦兹力作用,因为洛伦兹力的大小与速度大小有关,由题意可知该直线运动为匀速直线运动,通过共点力平衡求出磁感应强度和电场强度的大小.通过小球的受力判断若小球带正电能否做直线运动.
解答:解:A、小球在复合场中受到竖直向下的重力、与电场强度方向相反的电场力和水平向右的洛伦兹力的作用,如图所示.其中电场力和重力是恒力,而洛伦兹力的大小与小球的速度大小成正比,若小球做的是变速运动,那么洛伦兹力也是变力,小球的合外力方向也要改变,这与题意不符,所以小球在复合场中一定做匀速直线运动.故A正确.
B、根据小球的平衡条件可得,qvB=mg,,又v2=2gh,联立各式解得磁感应强度B=,电场强度E=.故B正确.
C、若换成带正电的小球,则电场力和洛伦兹力同时反向,合力不可能为零.故C错误.
D、若要使小球沿直线通过复合场,小球的合力一定为零,所以一定要满足B=和E=,若同时改变小球 的比荷与初始下落的高度h,以上两个式子不能同时满足,故D错误.
故选AB.
点评:解决本题的关键能够正确地受力分析,通过小球的受力分析小球的运动,难度中等.
练习册系列答案
相关题目

 

    I(6分)某同学存做“研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图所示的物体运动轨迹,、c三点的位置在运动轨迹上已经标出,则:

  (1)小球平抛运动的初速度     m/s(g=10 m/s2) 

  (2)开始做平抛运动的位置坐标x=      cm,y=     cm.

Ⅱ(6分)将一单摆装置竖直悬于某一

深度为(未知)且开几向F的固定小

筒中(单摆的下部分露出筒外),如图甲

所示。将悬线拉离平衡位置一个小角度

后由静止释放,没单摆摆动过程中悬线不

会碰到筒壁。如果本实验的长度测量工具

只能测量出筒下端几到摆球球心之间的距

,并通过改变而测出对应的摆动周

期T,再以为纵轴、为横轴,作出

T2-图像.则可以由此图像得出小筒的深

和当地的重力加速度g。  

  (1)如果实验中所得到的T2-图像如图乙所示,那么对应的图像应该是、b、c中的   

  (2)由图像可知,小筒的深度=   m(保留两位有效数字);当地重力加速度个g=

   m/s2(保留三位有效数字)。

    Ⅲ(6分)发光晶体二极管是电器上做指示灯用的一种电子元件。它的电路符号如图甲所示,正常使用时,带“十”号的一端接高电势,带“一”号的一端接低电势。某同学用实验的方法测得它两端的电压UD一和通过它的电流I的关系数据如下表所示。

UD/V

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

2.8

3.0

I/mA

0

0.4

0.9

1.5

2.3

3.2

4.3

5.4

6.8

9.3

12

15

19

24

30

37

  (1)在图乙中的虚线框内画H{该同学的实验电路图。(实验用电压表内阻R v约为10 kΩ,电流表内阻RmA约为100Ω)

  (2)在图丙中的小方格纸上用描点法画出,I—UD图线。

  (3)若发光二极管的最佳工作电压为2.0V,而电源是由内阻不计、电动势为1.5V的两节干电池串联而成。根据画出的伏安特性曲线上的信息分析,应该将发光二极管串联一个阻值R=        Ω的电阻后,与电源接成^圳合电路,才能使二极管工作在最佳状态。(保留三位有效数字)

 

 

    I(6分)某同学存做“研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图所示的物体运动轨迹,、c三点的位置在运动轨迹上已经标出,则:

   (1)小球平抛运动的初速度      m/s(g=10 m/s2) 

   (2)开始做平抛运动的位置坐标x=      cm,y=      cm.

Ⅱ(6分)将一单摆装置竖直悬于某一

深度为(未知)且开几向F的固定小

筒中(单摆的下部分露出筒外),如图甲

所示。将悬线拉离平衡位置一个小角度

后由静止释放,没单摆摆动过程中悬线不

会碰到筒壁。如果本实验的长度测量工具

只能测量出筒下端几到摆球球心之间的距

,并通过改变而测出对应的摆动周

期T,再以为纵轴、为横轴,作出

T2-图像.则可以由此图像得出小筒的深

和当地的重力加速度g。  

   (1)如果实验中所得到的T2-图像如图乙所示,那么对应的图像应该是、b、c中的   

   (2)由图像可知,小筒的深度=    m(保留两位有效数字);当地重力加速度个g=

    m/s2(保留三位有效数字)。

    Ⅲ(6分)发光晶体二极管是电器上做指示灯用的一种电子元件。它的电路符号如图甲所示,正常使用时,带“十”号的一端接高电势,带“一”号的一端接低电势。某同学用实验的方法测得它两端的电压UD一和通过它的电流I的关系数据如下表所示。

UD/V

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.6

2.8

3.0

I/mA

0

0.4

0.9

1.5

2.3

3.2

4.3

5.4

6.8

9.3

12

15

19

24

30

37

   (1)在图乙中的虚线框内画H{该同学的实验电路图。(实验用电压表内阻R v约为10 kΩ,电流表内阻RmA约为100Ω)

   (2)在图丙中的小方格纸上用描点法画出,I—UD图线。

   (3)若发光二极管的最佳工作电压为2.0V,而电源是由内阻不计、电动势为1.5V的两节干电池串联而成。根据画出的伏安特性曲线上的信息分析,应该将发光二极管串联一个阻值R=        Ω的电阻后,与电源接成^圳合电路,才能使二极管工作在最佳状态。(保留三位有效数字)

 

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