【題目】如圖（a）所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xoy，整個(gè)空間內(nèi)都存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向與x軸止方向夾角為450。已知帶電粒子質(zhì)量為m、電量為+q，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E，重力加速度為g．

（1）若粒子在xoy平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求粒子的速度v0；

（2）t=0時(shí)刻的電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向如圖（a）所示，若電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均不變．而方向隨時(shí)間周期性的改變，如圖（b）所示。將該粒子從原點(diǎn)O由靜止釋放，在0一時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖（c）虛線OMN所示，M點(diǎn)為軌跡距y軸的最遠(yuǎn)點(diǎn)，M距y軸的距離為d。已知在曲線上某一點(diǎn)能找到一個(gè)和它內(nèi)切的半徑最大的圓，物休經(jīng)過(guò)此點(diǎn)時(shí)，相當(dāng)于以此圓的半徑在做圓周運(yùn)動(dòng)，這個(gè)圓的半徑就定義為曲線上這點(diǎn)的曲率半徑。求：

①粒子經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)曲率半徑

②在圖中畫(huà)出粒子從N點(diǎn)回到O點(diǎn)的軌跡。

【答案】（1），沿y軸負(fù)方向（2），

如圖所示

【解析】試題分析：（1）粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡得

解得

v0方向由左手定則得，沿y軸負(fù)方向。

（2）①解法（一）

重力和電場(chǎng)力的合力為

粒子從O運(yùn)動(dòng)到M過(guò)程中，只有重力和電場(chǎng)力的合力做功，據(jù)動(dòng)能定理

（若分別求出重力功、電場(chǎng)力功各1分）

得 v=

由

得（若用代入，求出也給分）

解法（二）

粒子的運(yùn)動(dòng)可看作以速度沿ｙ軸負(fù)方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和以沿順時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)， 其中沿ｙ軸負(fù)方向的對(duì)應(yīng)的洛侖茲力用來(lái)與等效重力平衡，即

，

沿ｙ軸正方向的對(duì)應(yīng)的洛侖茲力用來(lái)提供向心力，即

到達(dá)M點(diǎn)時(shí)，其兩分速度同向，沿ｘ軸正方向的位移為ｄ，則有

由洛侖茲力和等效重力的合力提供向心力，

得M點(diǎn)的曲率半徑

②軌跡如圖所示。（畫(huà)對(duì)第一段2分，畫(huà)對(duì)前二段4分，全部畫(huà)對(duì)得6分）

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，區(qū)域Ⅰ內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度為E=2×104N/C、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)；區(qū)域Ⅱ中有一光滑絕緣圓弧軌道，軌道半徑為R= 2m，軌道在A點(diǎn)的切線與水平方向成60°角，在B點(diǎn)的切線與豎直線CD垂直；在Ⅲ區(qū)域有一寬為d=3m的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小未知，方向水平向右．一質(zhì)量為m=0.4kg、帶電荷量為q= -2×10-4C的小球（質(zhì)點(diǎn)）從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0=2m/s水平射入?yún)^(qū)域 I，恰好從A點(diǎn)沿圓弧軌道切線進(jìn)入軌道且恰好不能從Ⅲ區(qū)域中電場(chǎng)的右邊界穿出，（取g=10m/S2）求：

（1）OM的長(zhǎng)L；

（2）區(qū)域Ⅲ中電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E′；

（3）小球到達(dá)區(qū)域Ⅲ中的電場(chǎng)邊界上的點(diǎn)與oo′的距離．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)正在實(shí)施的自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，我國(guó)預(yù)計(jì)在2015年建成由30多顆衛(wèi)星組成的“北斗二號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)由中軌道（離地最近）、高軌道和同步軌道（離地最遠(yuǎn)）衛(wèi)星等組成�，F(xiàn)在正在服役的“北斗一號(hào)”衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上，而美國(guó)的GPS由24顆衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20000km。設(shè)衛(wèi)星繞地球都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. “北斗一號(hào)”系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的質(zhì)量一定相等

B. “北斗二號(hào)”中的低軌道衛(wèi)星的線速度大于高軌道衛(wèi)星的線速度

C. “北斗一號(hào)”衛(wèi)星的比GPS衛(wèi)星的周期長(zhǎng)

D. 若周期為8h的中軌道衛(wèi)星某時(shí)刻在某同步衛(wèi)星的正下方，則經(jīng)過(guò)24h仍在該同步衛(wèi)星的正下方

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量M=4kg的小車(chē)靜止放置在光滑水平面上，小車(chē)右端B點(diǎn)固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧自由端在C點(diǎn)，C到小車(chē)左端A的距離L=lm，質(zhì)量m=lkg的鐵塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）靜止放在小車(chē)的最左端A點(diǎn)，小車(chē)和鐵塊之間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，小車(chē)在F=l8N的水平拉力作用下水平向左運(yùn)動(dòng)。作用一段時(shí)間后撤去水平拉力，此時(shí)鐵塊恰好到達(dá)彈簧自由端C點(diǎn)。此后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧最大壓縮量x=5cm，g取10m/s2，求：

（1）水平拉力F的作用時(shí)間及所做的功；

（2）撤去F后彈簧的最大彈性勢(shì)能。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的小物體A、B通過(guò)彈簧連接，并靜止在轉(zhuǎn)臺(tái)上，現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)從靜止開(kāi)始緩慢的增大其轉(zhuǎn)速（既在每個(gè)轉(zhuǎn)速下可認(rèn)為是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)），已知A、B的質(zhì)量分別為m、2m，A、B與轉(zhuǎn)臺(tái)的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，A、B離轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離都為r，已知彈簧的原長(zhǎng)為r，勁度系數(shù)為k，設(shè)本題中的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，以下說(shuō)法中正確的是

A. 物體A和B同時(shí)相對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)發(fā)生滑動(dòng)

B. 當(dāng)A受到的摩擦力為0時(shí)，B的摩擦力背離圓心

C. 當(dāng)B受到的摩擦力為0時(shí)，A的摩擦力背離圓心

D. 當(dāng)A、B均相對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)靜止時(shí)，允許的最大角速度為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】場(chǎng)致發(fā)射顯微鏡的構(gòu)造如圖所示：一根尖端直徑約為100nm的針，位于真空玻璃球泡的中心，球的內(nèi)表面涂有熒光材料導(dǎo)電膜，在膜與針之間加上如圖所示的高電壓，使針尖附近的電場(chǎng)高達(dá)，電子就被從針尖表面拉出并加速到達(dá)涂層，引起熒光材料發(fā)光。這樣，在熒光屏上就看到了針尖的某種像（針尖表面的發(fā)射率圖像），如分辨率足夠高，還可以分辨出針尖端個(gè)別原子的位置。但由于電子波的衍射，會(huì)使像模糊影響分辨率。將電極方向互換，并在玻璃泡中充進(jìn)氦氣，則有氦離子產(chǎn)生打到熒光屏上，可使分辨率提高。以下判斷正確的是

A. 氦原子變成氦離子是在導(dǎo)電膜附近發(fā)生的

B. 電子從針尖到導(dǎo)電膜做勻加速運(yùn)動(dòng)

C. 電子或氦離子的撞擊使熒光材料的原子躍遷到了激發(fā)態(tài)

D. 分辨率提高是因?yàn)楹るx子的德布羅意波長(zhǎng)比電子的長(zhǎng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，MN和M/N/之間為一豎直方向的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)區(qū)，可對(duì)置于其中的物體產(chǎn)生一個(gè)豎直方向恒定的風(fēng)力�，F(xiàn)將一質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)斜向上拋出，小球?qū)⒀貓D示軌跡擊中P點(diǎn)。若將風(fēng)力等值反向，小球拋出時(shí)初速度不變，則可垂直于M/N/擊中M/N/上Q點(diǎn)（未畫(huà)出）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A. 開(kāi)始時(shí)風(fēng)力豎直向下

B. 小球在P點(diǎn)的速度大于在Q點(diǎn)的速度

C. 小球在AP間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于在AQ間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

D. 在開(kāi)始情況下，若僅增大小球質(zhì)量m，小球可能垂直擊中Q點(diǎn)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在豎直平面內(nèi)有與平面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球從豎直平面的坐標(biāo)原點(diǎn)O處以某一速度拋出，已知小球經(jīng)y軸上的某點(diǎn)P點(diǎn)時(shí)速度最小，小球經(jīng)Q點(diǎn)時(shí)速度大小與O點(diǎn)的速度大小相同，且xQ=d，yQ=d，如圖所示。已知重力加速度為g，求：

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值

（2）若電場(chǎng)強(qiáng)度為(1)中所求的值，則

①小球從O點(diǎn)拋出時(shí)的初速度的大小

②小球再次經(jīng)過(guò)x軸的坐標(biāo)。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，“冰雪游樂(lè)場(chǎng)”滑道B點(diǎn)的左邊為水平滑道，右邊為半徑R=6.4m的圓弧滑道，左右兩邊的滑道在B點(diǎn)平滑連接。小孩乘坐冰車(chē)從圓弧滑道頂端A點(diǎn)由靜止開(kāi)始出發(fā)，半徑OA與豎直方向的夾角為，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后，被靜止在C點(diǎn)的家長(zhǎng)迅速抱住，然后一起在水平滑道上一起滑行。已知小孩和冰車(chē)的總質(zhì)量m=30kg，家長(zhǎng)和冰車(chē)的總質(zhì)量為M=60kg，人與冰車(chē)均可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)一切摩擦阻力，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）小孩乘坐冰車(chē)經(jīng)過(guò)圓弧滑道末端B點(diǎn)時(shí)對(duì)滑道的壓力N的大��；

（2）家長(zhǎng)抱住孩子的瞬間，小孩和家長(zhǎng)（包括各自冰車(chē)）組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能；

（3）家長(zhǎng)抱住孩子的瞬間，家長(zhǎng)對(duì)小孩（包括各自冰車(chē)）的沖量的大小。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案