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如图14所示,在坐标系xoy的第一象限内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xoy面向里...

如图14所示,在坐标系xoy的第一象限内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xoy面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E。一质量为m、带电荷量为满分5 manfen5.com的粒子自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限。已知P点坐标为(0,-2),Q点坐标为(4,0),不计粒子重力。求:

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(1)求粒子过Q点时速度的大小。

(2)若磁感应强度的大小为一定值B,粒子将以垂直y轴的方向经H点进入第二象限,求B的大小及H点的坐标值;

(3)求粒子在第一象限内运动的时间t。

 

(1)       (2)       (3) 【解析】 试题分析:(1)设粒子在电场中运动的时间为t0,加速度的大小为a,粒子的初速度为v0,过Q点时速度的大小为v,沿y轴方向分速度的大小为vy,在第四象限,粒子受电场力与初速度方向垂直而且为恒力,为雷平抛运动 竖直方向由牛顿第二定律得               (1分) 由运动学公式得         水平方向  合速度  解得:           (1分) (2)粒子在第一象限内做匀速圆周运动,设粒子做圆周运动的半径为R, 第四象限类平抛运动的末速度与水平夹角为,则,即 根据初末速度的洛伦兹力均指向圆心可得半径如下图所示,由几何关系可得     (1分) 洛伦兹力提供向心力                   (1分) 解得:              (1分) 由几何关系可得, H点的坐标为             (1分) (3)粒子在第一象限内做匀速圆周运动的圆心角为,所以运动的时间             (1分) 解得:             (1分) 考点:带电粒子在复合场中的运动
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考点分析:
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(1)桌面高h的大小;

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待测圆柱体电阻R

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电流表A2(量程0~3 mA,内阻约50 Ω)

电压表V1(量程0~3 V,内阻约10 kΩ)

电压表V2(量程0~15 V,内阻约25 kΩ)

直流电源E(电动势4V,内阻不计)

滑动变阻器R1(阻值范围0~15 Ω)

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开关S,导线若干

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