如图所示,Ox、Oy、Oz为相互垂直的坐标轴,Oy轴为竖直方向,整个空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.现有一质量为m、电量为q的小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向抛出(不计空气阻力,重力加速度为g).求:
(1)若在整个空间加一匀强电场E1,使小球在xOz平面内做匀速圆周运动,求场强E1;
(2)若在整个空间加一匀强电场E2,使小球沿Ox轴做匀速直线运动,求E2的大小;
(3)若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场E3,使E3=3E1,求该小球从坐标原点O抛出后,经过y轴时的坐标y的表达式.
高二物理计算题中等难度题
如图所示,Ox、Oy、Oz为相互垂直的坐标轴,Oy轴为竖直方向,整个空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B.现有一质量为m、电量为q的小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向抛出(不计空气阻力,重力加速度为g).求:
(1)若在整个空间加一匀强电场E1,使小球在xOz平面内做匀速圆周运动,求场强E1;
(2)若在整个空间加一匀强电场E2,使小球沿Ox轴做匀速直线运动,求E2的大小;
(3)若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场E3,使E3=3E1,求该小球从坐标原点O抛出后,经过y轴时的坐标y的表达式.
高二物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,Oxyz为空间直角坐标系,其中Oy轴正方向竖直向上。在整个空间中存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现有一质量为、电荷量为q(q>0)的带电小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向射出,重力加速度为g,空气阻力可忽略不计。
(1)若在整个空间加一匀强电场,小球从坐标原点O射出恰好做匀速圆周运动,求所加电场的场强大小,以及小球做匀速圆周运动第一次通过z轴的z坐标;
(2)若改变第(1)问中所加电场的大小和方向,小球从坐标原点O射出恰好沿Ox轴做匀速直线运动,求此时所加匀强电场的场强大小;
(3)若保持第(2)问所加的匀强电场不变而撤去原有的磁场,小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向射出后,将通过A点,已知A点的x轴坐标数值为xA,求小球经过A点时电场力做功的功率。
高二物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,Oxyz为空间直角坐标系,其中Oy轴正方向竖直向上。在整个空间中存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现有一质量为、电荷量为q(q>0)的带电小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向射出,重力加速度为g,空气阻力可忽略不计。
(1)若在整个空间加一匀强电场,小球从坐标原点O射出恰好做匀速圆周运动,求所加电场的场强大小,以及小球做匀速圆周运动第一次通过z轴的z坐标;
(2)若改变第(1)问中所加电场的大小和方向,小球从坐标原点O射出恰好沿Ox轴做匀速直线运动,求此时所加匀强电场的场强大小;
(3)若保持第(2)问所加的匀强电场不变而撤去原有的磁场,小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向射出后,将通过A点,已知A点的x轴坐标数值为xA,求小球经过A点时电场力做功的功率。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,直角坐标系位于竖直平面内,y轴正方向竖直向上,x轴正方向水平向右。空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强磁场垂直平面向里,磁感应强度大小为B。匀强电场(图中为画出)方向平行于平面,小球(可视为质点)的质量为m.带电量为,已知电场强度大小为,g为重力加速度。
(1)若匀强电场方向水平向左,使小球在空间中做直线运动,求小球在空间中做直线运动的速度大小和方向;
(2)若匀强电场在平面内的任意方向,确定小球在平面内做直线运动的速度大小的范围。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,两条足够长的平行金属导轨相距l,与水平面的夹角为θ,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,虚线上方轨道光滑且磁场方向向上,虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下。当导体棒EF以初速度v0沿导轨上滑至最大高度的过程中,导体棒MN一直静止在导轨上。若两导体棒质量均为m、电阻均为R,导轨电阻不计,重力加速度为g,在此过程中导体棒EF上产生的焦耳热为Q,求:
(1)导体棒MN受到的最大摩擦力;
(2)导体棒EF上升的最大高度。
高二物理解答题困难题查看答案及解析
足够长的平行金属导轨相距L,与水平面的夹角为θ,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,虚线上方轨道光滑且磁场方向向上,虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下.在导体棒EF以初速度v0沿导轨上滑至最大高度的过程中,导体棒MN一直静止在导轨上.若两导体棒质量均为m、电阻均为R,导轨电阻不计,重力加速度为g,在此过程中导体棒EF上产生的焦耳热为Q,求:
(1)导体棒MN受到的最大摩擦力;
(2)导体棒EF上升的最大高度.
(3)当导体棒EF返回出发点时导体棒MN的加速度
高二物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,相距为L的两根足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上,整个空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量均为m、电阻均为R的两根相同的导体棒PQ、MN垂直导轨放置,导体棒MN初始位置左侧导轨粗糙、右侧导轨光滑。现对导体棒MN施加水平向右的恒力F,使其由静止开始运动,当导体棒MN运动的距离为x时,导体棒MN达到最大速度,该过程中导体棒PQ保持静止。导轨电阻不计,认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A. 导体棒MN沿导轨运动的最大速度为
B. 导体棒PQ与导轨之间的最大静摩擦力定为F
C. 导体栋MN从静止至达到最大速度的过程中,通过其横截面的电荷量为
D. 导体棒MN从静止至达到最大速度的过程中共上产生的热量为
高二物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示的xOy坐标系中,y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向外.Q1、Q2两点的坐标分别为(0,L)、(0,-L),现有质量为m、电量为+q的粒子,在P点沿PQ1方向进入磁场,α=30°,不计粒子重力.若粒子从点Q1直接通过点Q2,求粒子初速度大小;
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示的xOy坐标系中,y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向外.Q1、Q2两点的坐标分别为(0,L)、(0,-L),现有质量为m、电量为+q的粒子,在P点沿PQ1方向进入磁场,α=30°,不计粒子重力.
(1)若粒子从点Q1直接通过点Q2,求粒子初速度大小;
(2)若粒子从点Q1直接通过点O,求粒子第一次经过x轴的交点坐标;
(3)若粒子从点Q1直接通过点O,求粒子从P点运动到O点所有的时间
【答案】(1) (2)(L,0)(3)
【解析】(1)由题意画出粒子运动轨迹如图甲所示.
粒子在磁场中做圆周运动的半径大小为R1,由几何关系得:R1cos30°=L
粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:qv1B=m
解得v1=
(2)由题意画出粒子运动轨迹如图乙所示.
设其与x轴交点为M,横坐标为xM,由几何关系知
2R2cos30°=L
xM=2R2sin30°
则M点坐标为(L,0)
(3)由
解得
PQ1=
则粒子从P到Q1的时间
粒子在磁场中运动的时间
粒子从P点运动到O点所有的时间为:t=t1+t2=
点睛:本题考查了粒子在磁场中的运动,关键作出粒子的轨迹图,结合几何关系,运用半径公式进行求解,此题对数学几何的关系要求较高,需加强这方面的训练.
【题型】解答题
【结束】
17
如图所示,在光滑绝缘斜面ABC的顶端A,由静止释放一质量为m1=2Kg、电荷量q=2×10-6C的带正电的小球a,沿斜面运动至底端C,小球a可视为质点,斜面高度h=0.7m。在B点固定一场源电荷,该场源电荷在A点的电势为5×106V,在C点电势为4×106V。CD段是光滑绝缘的水平面,若在CD段有一水平向右的有界(两竖直直线间)匀强电场,电场强度大小E=4.5×105V/m,C、D间距离为10m,当小球a到达D点时与处在同一水平直线上,静止悬挂的质量为m2=1Kg的小球b发生对心碰撞,碰撞时没有能量损失,已知悬线长R=2.5m,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)小球a经过C点时的速率
(2)碰撞后小球a的动量大小和方向
(3)小球b所能摆起的最大角度θ的余弦值。
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如图所示,空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场的方向竖直向下,磁场方向水平(图中垂直纸面向里),一带电油滴P恰好处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.若仅撤去磁场,P可能做匀加速直线运动
B.若仅撤去电场,P可能做匀加速直线运动
C.若给P一初速度,P可能做匀速圆周运动
D.若给P一初速度,P不可能做匀速直线运动
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