满分5 > 高中物理试题 >

在地面上方某处的真空室里存在着水平方向的匀强电场,以水平向右和竖直向上为x轴、y...

在地面上方某处的真空室里存在着水平方向的匀强电场,以水平向右和竖直向上为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系.一质量为m、带电荷量为+q的微粒从点P(manfen5.com 满分网l,0)由静止释放后沿直线PQ运动.当微粒到达点Q(0,-l)的瞬间,撤去电场,同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度的大小B=manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网,该磁场有理想的下边界,其他方向范围无限大.已知重大加速度为g.求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)撤去电场加上磁场的瞬间,微粒所受合外力的大小和方向;
(3)欲使微粒不从磁场下边界穿出,该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件?

manfen5.com 满分网
(1)微粒在电场中受到电场力和重力,沿PQ方向运动,可知微粒所受的合力必定沿PQ方向,可知电场力方向水平向左,作出力的合成图,求解场强大小. (2)微粒到达Q点的速度v可分解为水平分速度为v1和竖直分速度为v2.微粒在电场中竖直方向的分运动是自由落体运动,由下落高度可求出v2,由速度的分解,求出v1.撤去电场加上磁场的瞬间,由F=qvB分别求出两个分速度所对应的洛伦兹力,再合成求解微粒的合力大小和方向. (3)根据微粒的受力情况,运用运动的分解法研究:微粒的运动可以看作水平面内的匀速直线运动与竖直面内的匀速圆周运动的合成,能否穿出下边界取决于竖直面内的匀速圆周运动,当微粒的轨迹刚好与下边界相切时,得到临界的半径,即可求出该磁场下边界的y轴坐标值应满足的条件. 【解析】 (1)由于微粒沿PQ方向运动,可知微粒所受的合力沿PQ方向,可得  qE=mgcotα 由题意得α=60° 解之得   (2)微粒到达Q点的速度v可分解为水平分速度为v1和竖直分速度为v2. 根据竖直方向上自由落体运动规律有,v22=2gl 则      对于水平分速度v1,其所对应的洛伦兹力大小为f1,方向竖直向上 则 即与重力恰好平衡. 对于竖直分速度v2,其所对应的洛伦兹力大小为f2,方向水平向左 此力为微粒所受的合力大小为  ,方向沿水平向左. (3)由(2)可知,微粒的运动可以看作水平面内的匀速直线运动与竖直面内的匀速圆周运动的合成. 能否穿出下边界取决于竖直面内的匀速圆周运动,则    解得: 所以欲使微粒不从其下边界穿出,磁场下边界的y坐标值应满足 答: (1)匀强电场的场强E的大小是; (2)撤去电场加上磁场的瞬间,微粒所受合外力的大小为,方向水平向左; (3)欲使微粒不从磁场下边界穿出,该磁场下边界的y轴坐标值应满足的条件是.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
一传送带装置如图所示,其中AB段是水平的,长度LAB=4m,BC段是倾斜的,长度lBC=5m,倾角为θ=37°,AB和BC在B点通过一段极短的圆弧连接(图中未画出圆弧),传送带以v=4m/s的恒定速率顺时针运转.已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2.现将一个工件(可看做质点)无初速度地放在A点,求:
(1)工件第一次到达B点所用的时间?
(2)工件沿传送带上升的最大高度?
(3)工件运动了23s时所在的位置?

manfen5.com 满分网 查看答案
如图所示,正方形线框abcd放在光滑绝缘的水平面上,其边长L=0.5m、质量m=0.5kg、电阻R=0.5Ω,M、N分别为线框ad、bc边的中点.图示两个虚线区域内分别有竖直向下和向上的匀强磁场,磁感应强度均为B=1T,PQ为其分界线.线框从图示位置以速度
V=2m/s匀速向右滑动,当MN与PQ重合时,线框的速度V1=1m/s,此时立刻对线框施加一沿运动方向的水平拉力,使线框匀速运动直至完全进入右侧匀强磁场区域.求:
(1)线框由图示位置运动到MN与PQ重合的过程中磁通量的变化量;
(2)线框运动过程中最大加速度的大小;
(3)在上述运动过程中,线框中产生的焦耳热.

manfen5.com 满分网 查看答案
C.(选修模块3-5)
(1)下列说法中正确的是   
A.随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都有增加,另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
B.在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,因此光子散射后波长变短
C.根据海森伯提出的不确定性关系可知,不可能同时准确地测定微观粒子的位置和动量
D.4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变
(2)在《探究碰撞中的不变量》实验中,某同学采用如图所示的装置进行实验.把两个小球用等长的细线悬挂于同一点,让B球静止,拉起A球,由静止释放后使它们相碰,碰后粘在一起.实验过程中除了要测量A球被拉起的角度θ1,及它们碰后摆起的最大角度θ2之外,还需测量    (写出物理量的名称和符号)才能验证碰撞中的动量守恒.用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式是   
(3)2008年10月7日,日美科学家分享了当年诺贝尔物理学奖.他们曾就特定对称性破缺的起源给出了解释,并预言了一些当时还未发现的夸克.夸克模型把核子(质子和中子)看做夸克的一个集合体,且每三个夸克组成一个核子.已知质子和中子都是由上夸克u和下夸克d组成的.每种夸克都有对应的反夸克.一个上夸克u带有+manfen5.com 满分网e的电荷,而一个下夸克d带有-manfen5.com 满分网e的电荷,因此一个质子p可以描述为p=uud,则一个中子n可以描述为n=    .一个反上夸克manfen5.com 满分网带有-manfen5.com 满分网e的电荷,一个反下夸克manfen5.com 满分网带有+manfen5.com 满分网e的电荷,则一个反质子p可描述为manfen5.com 满分网=   
manfen5.com 满分网 查看答案
选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,如都作答则按B、C两小题评分)
B.(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是   
A.激光比普通光源的相干性好
B.紫外线在水中的传播速度大于红外线在水中的传播速度
C.在光的衍射实验中,出现明条纹的地方光子到达的概率较大
D.接收电磁波时首先要进行调频
(2)如图甲所示,在水平面内的三个质点分别位于直角三角形ABC的顶点上,已知AB=6m,AC=8m.t=0时刻A、B开始振动,振动图象均如图乙所示.所形成的机械波在水平面内传播,在t=4s时C点开始振动.则该机械波的传播速度大小为    m/s,两列波相遇后,C点振动    (选填“加强”或“减弱”).
(3)如图丙所示,阳光与水平面的夹角为θ.现修建一个截面为梯形的鱼塘,欲使它在贮满水的情况下,阳光可以照射到整个底部.已知水的折射率为n.则鱼塘右侧坡面的倾角口应满足的条件是   
manfen5.com 满分网 查看答案
某物理兴趣小组的同学想用如图甲所示的电路探究一种热敏电阻的温度特性.
(1)请按电路原理图将图乙中所缺的导线补接完整.为了保证实验的安全,滑动变阻器的滑动触头P在实验开始前应置于______端.(选填“a”或“b”)
manfen5.com 满分网
(2)正确连接电路后,在保温容器中注入适量冷水.接通电源,调节R记下电压表和电流表的示数,计算出该温度下的电阻值,将它与此时的水温一起记入表中.改变水的温度,测量出不同温度下的电阻值.该组同学的测量数据如下表所示,请你在图丙的坐标纸中画出该热敏电阻的R-t关系图.对比实验结果与理论曲线(图中已画出)可以看出二者有一定的差异.除了读数等偶然误差外,你认为还可能是由什么原因造成的______
温度/℃30 40 50 60 7080 90 100
阻值/KΩ7.85.33.42.21.51.10.90.7
manfen5.com 满分网(3)已知电阻的散热功率可表示为P=k(t-t),其中k是比例系数,t是电阻的温度,t是周围环境温度.
现将本实验所用的热敏电阻接到一个恒流源中,使流过它的电流恒为40mA,t=20℃,k=0.16W/℃.由理论曲
线可知:①电阻的温度大约稳定在______℃;②此时电阻的发热功率为______W.
查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.