题目内容
如图所示,在xOy平面的第一象限有一匀强电场,电场的方向平行于y轴向下;在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场,磁感应强度的大小为B,方向垂直于纸面向外.有一质量为m,带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场.质点到达x轴上A点时,速度方向与x轴的夹角为φ,A点与原点O的距离为d.接着,质点进入磁场,并垂直于OC飞离磁场.不计重力影响.若OC与x轴的夹角为φ,求:
⑵ 粒子在磁场中运动速度的大小;
⑵匀强电场的场强大小.
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【答案】
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【解析】
(1)质点在磁场中的轨迹为一圆弧。由于质点飞离磁场时,速度垂直于OC,故圆弧的圆心在OC上。依题意,质点轨迹与x轴的交点为A,过A点作与A点的速度方向垂直的直线,与OC交于O'。由几何关系知,AO'垂直于OC',O'是圆弧的圆心。设圆弧的半径为R,则有
①
由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得
②
将①式代入②式,解得:
③![]()
⑵质点在电场中的运动为类平抛运动.设质点射入电场的速度为v0,在电场中的加速度为a,运动时间为t,则有
④
⑤
d=v0t⑥
联立④⑤⑥解得:
⑦
设电场强度的大小为E,由牛顿第二定律得
qE=ma ⑧
联立③⑦⑧解得:
⑨
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动;带电粒子在匀强磁场中的运动
质量为lkg的小球从空中某处自由下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其速度随时间变化的关系如图所示,取g=10m/s2则( )
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| A.小球下落时离地面的高度为0.80m |
| B.小球能弹起的最大高度为0.90m |
| C.小球第一次反弹的加速度大小为10m/s2 |
| D.小球与地面碰撞过程中速度的变化量的大小为2m/s |
如图,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向.图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的,不计空气阻力,则( )
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| A. | a的飞行时间比b的长 | B. | b和c的飞行时间相同 |
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| C. | a的水平速度比b的小 | D. | b的初速度比c的大 |