在直角坐标系xoy中,x轴上方空间分布着竖直向上的匀强电场,场强大小为。在第一象限(包括x和y轴的正方向)存在垂直坐标平面的周期性变化的磁场,磁感应强度的大小,变化规律如图所示,规定垂直坐标平面向外为磁场正方向。一带量为+q、质量为m的小球P被锁定在坐标原点,带电小球可视为质点。t=0时刻解除对P球的锁定,1s末带电小球P运动到y轴上的A点。此后匀强电场方向不变,大小变为原来的一半。已知重力加速度为10m/s2,求:
(1)小球P运动到A点时的速度大小和位移大小;
(2)定性画出小球P运动的轨迹(至少在磁场中两个周期)并求出小球进入磁场后的运动周期;
(3)若周期性变化的磁场仅存在于某矩形区域内,区域左边界与y轴重合,下边界与过A点平行于x轴的直线重合。为保证带电小球离开磁场时的速度方向沿y轴正方向,则矩形磁场区域的水平及竖直边长应同时满足什么条件?
高三物理解答题困难题
(12分)位于竖直平面内的直角坐标系xOy,,x轴沿水平方向,第一象限的角平分线OA的上方存在有界匀强电场,场强,方向竖直向下,第二象限内有另一匀强电场,电场方向与x轴正方向成45°角斜向上,如图所示。有一质量为m、电量为+q的带电小球在水平细线的拉力作用下恰好静止在坐标(-l,6l)处。现剪断细线,小球从静止开始运动,先后经过两电场后,从A点进入无电场区域,,最终打在x轴上D点,已知重力加速度为g,试求:
(1)电场的场强;
(2))A点的位置坐标;
(3)到达D点时小球的动能。
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在直角坐标系xoy中,x轴上方空间分布着竖直向上的匀强电场,场强大小为。在第一象限(包括x和y轴的正方向)存在垂直坐标平面的周期性变化的磁场,磁感应强度的大小,变化规律如图所示,规定垂直坐标平面向外为磁场正方向。一带量为+q、质量为m的小球P被锁定在坐标原点,带电小球可视为质点。t=0时刻解除对P球的锁定,1s末带电小球P运动到y轴上的A点。此后匀强电场方向不变,大小变为原来的一半。已知重力加速度为10m/s2,求:
(1)小球P运动到A点时的速度大小和位移大小;
(2)定性画出小球P运动的轨迹(至少在磁场中两个周期)并求出小球进入磁场后的运动周期;
(3)若周期性变化的磁场仅存在于某矩形区域内,区域左边界与y轴重合,下边界与过A点平行于x轴的直线重合。为保证带电小球离开磁场时的速度方向沿y轴正方向,则矩形磁场区域的水平及竖直边长应同时满足什么条件?
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如图所示,直角坐标平面xOy在竖直平面内,y轴竖直向上.在第一象限内分布着方向竖直向上的匀强电场(不包含y轴),场强大小用表示;在第二象限内分布着方向沿x轴负方向的匀强电场,场强大小用表示.用长度为L的绝缘细线将质量为m、电荷量为+q的带电小球(可看成质点)悬挂在P点,P点在y轴上,坐标为(0,2L).在P点正下方与P点距离小于L的某点Q钉一钉子.现用外力把小球拉到左侧与P等高处,细线被拉直与x轴平行,由静止释放,小球运动到最低点时绳恰被拉断,然后进入第一象限,经过时间 ,立即在第一象限内再加垂直于xOy平面向里的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度为,再经过时间,撤去匀强磁场.已知,,细线能够承受的最大拉力是.(结果用g、L、m表示)求:
(1)小球在下摆过程中的最大速度;
(2)Q点与P点之间的距离;
(3)小球在第一象限运动的时间及小球离开第一象限的位置坐标.
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在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示.第二象限内有一水平向右的匀强电场,第一象限内有竖直向上的匀强电场,场强,该区域同时存在按如图乙所示规律变化的磁场,磁场方向垂直纸面(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向).某种发射装置(图中没有画出)竖直向上发射出一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子(可视为质点),该粒子以v0的速度从-x上的A点进入第二象限,并从+y上的C点沿水平方向进入第一象限.已知OA=OC=L, CD=L.
(1)试证明粒子在C点的速度大小也为v0;
(2)若在时刻粒子由C点进入第一象限,且恰能通过同一水平线上的D点,速度方向仍然水平,求由C到达D的时间(时间用 表示);
(3)若调整磁场变化周期,让粒子在时刻由C点进入第一象限,且恰能通过E点,求交变磁场磁感应强度B0应满足的条件.
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