(18分)如图甲所示,在PQ左侧空间有方向斜向右上的匀强电场E1在PQ右侧空间有一竖直向上的匀强电场E2="0.4N/C,还有垂直纸面向里的匀强磁场B(图甲中未画"出)和水平向右的匀
◎ 题目
(18分)如图甲所示,在PQ左侧空间有方向斜向右上的匀强电场E1在PQ右侧空间 有一竖直向上的匀强电场E2="0.4N/C,还有垂直纸面向里的匀强磁场B(图甲中未画" 出)和水平向右的匀强电场E3 (图甲中未画出),B和E3随时间变化的情况如图乙所 示,MN为距PQ边界2.295m的竖直墙壁,现有一带正电的微粒质量为4x1O 7kg电量为1xlO 5C,从左侧电场中距PQ边界m的A处无初速释放后,沿直线以1m/s速度垂直PQ边界进入右侧场区,设进入右侧场时刻t=0,取g = lOm/s2.求: (1)PQ左侧匀强电场的电场强度E1,的大小及方向。(sin37°=0.6); (2)带电微粒在PQ右侧场区中运动了1.5s时的速度的大小及方向; (3)带电微粒在PQ右侧场区中运动多长时间与墙壁碰撞?() |
◎ 答案
(1)E=0.5N/C,方向与水平方向成53o斜向上;(2) 1.1m/s, 方向水平向左;(3) |
◎ 解析
试题分析: (1)设PQ左侧匀强电场场强为E1,方向与水平方向夹角为θ. 沿水平方向有 qE1cosθ=ma 1分 沿竖直方向有 qE1sinθ=mg 1分 对水平方向的匀加速运动有 v2=2as 1分 代入数据可解得 E1=0.5N/C 1分 θ=53o 1分 即E1大小为0.5N/C,方向与水平向右方向夹53o角斜向上. (2)带电微粒在PQ右侧场区始终满足 qE2=mg 1分 在0~1s时间内,带电微粒在E3电场中 m/s2 1分 带电微粒在1s时的速度大小为 v1=v+at=1+0.1×1=1.1m/s 1分 在1~1.5s时间内,带电微粒在磁场B中运动,周期为 s 1分 在1~1.5s时间内,带电微粒在磁场B中正好作半个圆周运动.所以带电微粒在PQ右侧场区中运动了1.5s时的速度大小为1.1m/s, 方向水平向左 1分 (3)在0s~1s时间内带电微粒前进距离 s1= vt+at2=1×1+×0.1×12=1.05m 1分 带电微粒在磁场B中作圆周运动的半径m 1分 因为r+s1<2.295m,所以在1s~2s时间内带电微粒未碰及墙壁. 在2s~3s时间内带电微粒作匀加速运动,加速度仍为 a=0.1m/s2 在3s内带电微粒共前进距离s3=m 1分 在3s时带电微粒的速度大小为 m/s 1分 在3s~4s时间内带电微粒在磁场B中作圆周运动的半径 m=0.19m 1分 因为r3+s3>2.295m,所以在4s时间内带电微粒碰及墙壁. 带电微粒在3s以后运动情况如图 其中 d="2.295" 2.2=0.095m sinθ= θ=30o 1分 所以,带电微粒作圆周运动的时间为 s 1分 带电微粒与墙壁碰撞的时间为 t总=3+=s 1分 |
◎ 知识点
专家分析,试题“(18分)如图甲所示,在PQ左侧空间有方向斜向右上的匀强电场E1在PQ右侧空间有一竖直向上的匀强电场E2="0.4N/C,还有垂直纸面向里的匀强磁场B(图甲中未画"出)和水平向右的匀…”主要考查了你对 【匀变速直线运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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