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如图所示,坐标系中第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=10T,同时有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E1=102V/m,第四象限有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E2=2E1。若有一个带正电的微粒,质量m=10-12kg,电量q
如图所示,坐标系中第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=10T,同时有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E1=102V/m,第四象限有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E2=2E1。若有一个带正电的微粒,质量m=10-12kg,电量q
admin
2015-12-22
43
问题
如图所示,坐标系中第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=10T,同时有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E
1
=10
2
V/m,第四象限有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E
2
=2E
1
。若有一个带正电的微粒,质量m=10
-12
kg,电量q=10
-13
C,以水平与x轴同方向的初速度从坐标轴的P
1
点射入第四象限,OP
1
选项
答案
(1)当该微粒在第四象限中运动时,对其进行受力分析可知,该微粒在垂直方向上,做初速度为0的匀加速运动,方向为竖直向上,其加速度为[*] [*] 而在水平方向上该微粒则做匀速直线运动,速度为v
0
, 设该微粒在第四象限中的运动时间为t,则可得 [*] 故微粒摄入的初速度为v
0
=2m/s。 (2)微粒到达P
1
点时的速度[*],方向为与x轴夹角为45°斜向右上。 当微粒从P
1
点处第一次穿过x轴,进入第一象限,对该微粒进行受力分析如图所示 [*] 经计算,微粒所受电场力F1
1
-E
1
q=10
-11
N,受重力G=mg=10
-11
N,由此可知微粒在第一象限运动过程中,可看成仅受洛伦兹力的作用,进行匀速圆周运动。 设微粒第二次穿过x轴时的位置为P
3
, 根据向心力公式得,[*] 当微粒第二次穿过x轴进入第四象限后,将微粒的运动沿水平和垂直方向进行分解,在垂直方向上,微粒先竖直向下进行匀减速运动,再竖直向上进行匀加速运动,则 加速度为[*],垂直方向的初速度为v
0
=2m/s, 则当微粒第三次穿过x轴时所用时间为[*] 所以微粒从P
1
开始到第三次过x轴的总时间为[*]。
解析
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物理学科知识与教学能力题库教师资格分类
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物理学科知识与教学能力
教师资格
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