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如圖所示,xOy位于豎直平面內,以豎直向上為y軸正方向,在y軸左側有正交的勻強磁場和電場,其中勻強磁場垂直于xOy平面向里、磁感應強度為B,勻強電場方向向上、電場強度為E0;y軸右側有豎直方向的勻強電場,場強的方向和大小都做周期性的變化.電場方向向下時電場強度為E1,方向向上時電場強度為E2.在坐標為(-R,R)處和第一象限某處有完全相同的帶正電的微粒P和Q,帶電量為q.現以一定的速度水平向左釋放微粒P,P在豎直面內恰好做勻速圓周運動,同時由靜止釋放Q,且只有Q每次經過x軸時y軸右側的電場方向才發生改變.要使兩微粒總是以相同的速度同時通過x軸,求:

(1)場強E1和E2的大小及其變化周期T.

(2)在E-t圖中做出該電場的變化圖象(以釋放電荷P時作為初始時刻,豎直向上為場強的正方向),要求至少畫出兩個周期的圖象.

答案:
解析:

  (1)由于過x軸時,速度豎直方向,P微粒運動半徑為R

  

  得:   (2分)

  Q在時刻以速度v通過x軸

    (2分)

  向下運動時:  (1分)

    (2分)

  向上運動時:  (1分)

    (2分)

  Q在時刻到達最低點,以向上的速度v通過x軸,時回到原出發點,速度為0,是一種往復運動,其周期為  (2分)

  (2)E-t圖如圖所示.(4分)

  解析:本題考查力、運動、電場、磁場等知識的綜合運用能力及運用圖象表述物理情景能力.考查邏輯推理能力、綜合分析能力、運用數學知識解決物理問題能力和探究能力.


練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,坐標系xOy位于豎直平面內,所在空間有沿水平方向垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度大小為B,在x<0的空間內還有沿x軸負方向的勻強電場,場強大小為E.一個帶電油滴經圖中x軸上的M點,沿著直線MP做勻速運動,圖中α=30°,經過P點后油滴進入x>0的區域,要使油滴在x>0的區域內做勻速圓周運動,需在該區域內加一個勻強電場.若帶電油滴沿PN做勻速圓周運動,并垂直于x軸通過軸上的N點.已知重力加速度為g.

(1)判斷油滴的帶電性質;

(2)求油滴運動的速率;

(3)求在x>0的區域內所加電場的場強;

(4)求油滴從M點出發運動到N點所用的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,xOy位于豎直平面內,以豎直向上為y軸正方向,在y軸左側有正交的勻強磁場和電場,其中勻強磁場垂直于xOy平面向里、磁感應強度為B,勻強電場方向向上、電場強度為;y軸右側有豎直方向的勻強電場,場強的方向和大小都做周期性的變化。電場方向向下時電場強度為,方向向上時電場強度為。在坐標為(-R,R)處和第一象限某處有完全相同的帶正電的微粒P和Q,帶電量為。現以一定的速度水平向左釋放微粒P,P在豎直面內恰好做勻速圓周運動,同時由靜止釋放Q,且只有Q每次經過x軸時y軸右側的電場方向才發生改變。要使兩微粒總是以相同的速度同時通過x軸,求:

(1)場強的大小及其變化周期T。

(2)在E-t圖中做出該電場的變化圖象(以釋放電荷P時作為初始時刻,豎直向上為場強的正方向),要求至少畫出兩個周期的圖象。

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科目:高中物理 來源:2012屆貴州省高三物理復習測試:38帶電粒子在復合場中的運動(帶解析) 題型:計算題

如圖所示,坐標系xOy位于豎直平面內,在該區域內有場強E="12" N/C?方向沿x軸正方向的勻強電場和磁感應強度大小為B=2T?沿水平方向且垂直于xOy平面指向紙里的勻強磁場.一個質量m=4×10-5 kg,電量q=2.5×10-5C帶正電的微粒,在xOy平面內做勻速直線運動,運動到原點O時,撤去磁場,經一段時間后,帶電微粒運動到了x軸上的P點.取g="10" m/s2,求:

(1)P點到原點O的距離;
(2)帶電微粒由原點O運動到P點的時間.

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科目:高中物理 來源:2011-2012學年貴州省的運動(解析版) 題型:計算題

如圖所示,坐標系xOy位于豎直平面內,在該區域內有場強E=12 N/C、方向沿x軸正方向的勻強電場和磁感應強度大小為B=2T、沿水平方向且垂直于xOy平面指向紙里的勻強磁場.一個質量m=4×10-5 kg,電量q=2.5×10-5C帶正電的微粒,在xOy平面內做勻速直線運動,運動到原點O時,撤去磁場,經一段時間后,帶電微粒運動到了x軸上的P點.取g=10 m/s2,求:

(1)P點到原點O的距離;

(2)帶電微粒由原點O運動到P點的時間.

 

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