Jtjj 1
题面:
如下图,绝缘水平面上方有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,在Ⅰ、Ⅲ区域存在等大反向的匀强电场。在Ⅱ区域中有大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场。有一带电量为+q质量为m的小球从A点静止释放并能匀速穿过磁场而进入Ⅲ区域。已知,AB=BC=CD=L,AB和CD段光滑,小球和BC段的动摩擦因数为
。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)若
﹥
,则小球运动中的最大加速度多大;
(3)若Ⅱ区域中没有磁场,则小球在Ⅱ区域运动的总时间
是多少。
Jtjj 2
题面:
一带正电的小球质量m=1.0×10—2kg,带电量为q=1.0×10—2C,小球在相互垂直的匀强电场和匀强磁场的空间中沿一斜线向下做匀速直线运动,如图所示。已知其水平分速度为
=6m/s,磁感应强度大小为B=1T,方向垂直纸面向里,电场力做负功的功率大小为PE=0.3W。取g=10m/s2。求电场强度的大小和方向(方向可用反三角函数表示)。
Jtjj4-
题面:
如图所示,在坐标系xOy的第一象限中存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在第四象限中存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场方向垂直于纸面向里。M是x轴上的一点,它到坐标原点O的距离为a。现有一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从静止开始释放后能经过M点,不计重力作用。试求:(1)如果粒子放在y轴上,其坐标应满足
什么关系?(2)如果此粒子不放在y轴上,其坐标应满足什么关系?
Khzc2
题面:
一块矩形绝缘平板放在光滑的水平面上,另有一质量为m、带电荷量为q的小物块沿板的上表面以某一初速度从板的A端水平滑上板面,整个装置处于足够大竖直向下的匀强电场中,小物块沿平板运动至B端且恰好停在平板的B端.如图所示,若匀强电场大小不变,但是反向,当小物块仍由A端以相同的初速度滑上板面,则小物块运动到距A端的距离为平板总
长的
处时,就相对于平板静止了.求:
(1)小物块带何种电荷;
(2)匀强电场场强的大小.
以上练习题答案及详解:
Jtjj 1
答案:(1)E=
。(2)小球运动中的最大加速度为
。(3)小球在Ⅱ区域运动的总时间为 详解:
(1)设小球在Ⅱ区域中作匀速运动的速度为V,则
qvB=mg
小球由A运动到B由动能定理得:
qEL=
mv2
由以上两式可解得E=
V=
(2)小球在电场中的加速度大小为
在磁场中运动的最大加速度
=2
由
可得
即
故小球运动中的最大加速度为
(3)小球在Ⅱ区域中的运动可看成连续的匀减速运动,其加速度为:
运动的总时间为
由以上两式可解得
故小球在Ⅱ区域运动的总时间为
.
Jtjj 2
答案:电场强度的大小
,电场强度的方向与竖直方向的夹角为θ则满足:
。
详解:
解将速度分解为vx和vy,再分析小球受力如图.
由平衡条件有:
因洛伦兹力对小球不做功,则电场力的功率与重力的功率大小相等,即:
代入数据解得:
所以电场强度的大小
设电场强度的方向与竖直方向的夹角为θ则满足
Jtjj 3
答案:(1)小球A运动的距离为4L (2)A、B间发生了4次碰撞
详解:
(1)A、B间发生没有动能损失的碰撞,设每次碰撞前A、B的速度分别为v1、v2,碰后的速度分别为v1′、v2′,由动量守恒定律和能量守恒定律有
m v1+ m v2= m v1′+ m v2′
解得:v1′= v2 v2′= v1 即每次碰撞两球都交换速度
设第一次碰撞小球A的速度为v1,由动能定理得:
则第一次碰撞后v1′= 0 ,v2′= v1 小球A又开始做初速度为零的匀加速运动,小球B则以速度v1做匀速运动,设从A、B间的第一次碰撞到第二次碰撞前小球A运动的距离为L2,则,
L2= v1t L2= v12t /2
解得: v12=2 v1 L2= 4L
(2)由(1)中可知,第一次碰后小球B的动能
第二次碰撞后 v12′= v1 v22′= v12=2 v1 第三次碰撞前小球A运动的距离为L3,则
L3= v12t
联立得v13′=3 v1 L3= 8L= 2L2
第二次碰后小球B的动能
同理:第三次碰后小球B的动能
当小球B出电场时的动能为 16qEL= 42 qEL 所以A、B间发生了4次碰撞。
Jtjj4
答案:要使粒子能经过M点, 其开始位置必须在匀强电场区域里, 由于没有明确粒子所在位置, 做如下讨论:
(1)若粒子从y轴上由静止释放, 在电场加速下进入磁场做半径为R的匀速圆运动, 由于粒子
可能偏转一个、二个……半圆到达M点, 故有a = 2nR (n = 1、2……)
设释放处距O的距离为y1, 则有
由①、②、③式有 (n = 1、2……)
(2)若粒子不在y轴上由静止释放, 起点坐标为(x, y2), 依题意,
当x > a, 粒子不可能经过M点
当x = a, 粒子放在电场中任意点均能经过M点
当x < a, 则 a-x = 2nR (n = 1、2……),
同理可得 (n = 1、2……)
详解:见答案。
Khzc1
答案:10:1
详解:设输出电流为
,输电线电流为
,升压变压器次级电压为
,降压变压器初级电压为
因为
所以
所以
所以
又因为
所以
因为
所
Khzc2
答案:(1)负电荷 (2)电场场强的大小为
详解:(1)由能量和受力分析知,小球必带负电荷.
(2)设小物块m初速度为v0,平板的质量为M,长度为L,m和M相对静止时的共同速度为v,m和M之间的动摩擦因数为μ.
在小物块由A端沿板运动至B端的过程中,对系统应用功能关系有:
μ(mg-qE)L=
m
-
(m+M)v2
在电场反向后,小物块仍由A端沿板运动至相对板静止的过程中,对系统应用功能关系有:μ(mg+qE)
=
mv02-
(m+M)v2联立以上各式得:E=
.