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匀强电场的方向沿x轴正方向,电场强度E随x的分布如图所示,图中E0和d均为已知量...

匀强电场的方向沿x轴正方向,电场强度Ex的分布如图所示,图中E0d均为已知量.将带正电的质点AO点由静止释放.A离开电场足够远后,再将另一带正电的质点B放在O点也由静止释放.当B在电场中运动时,AB间的相互作用力及相互作用能均为零;B离开电场后,AB间的相互作用视为静电作用.已知A的电荷量为QAB的质量分别为m说明: 满分5 manfen5.com.不计重力.

(1)求A在电场中的运动时间t

(2)若B的电荷量为q=说明: 满分5 manfen5.comQ,求两质点相互作用能的最大值Epm

(3)为使B离开电场后不改变运动方向,求B所带电荷量的最大值qm说明: 满分5 manfen5.com

 

(1)(2)Epm=QE0d(3)qm=Q 【解析】 试题分析:(1)由牛顿第二定律,A在电场中运动的加速度a== A在电场中做匀变速直线运动           d=at2 解得运动时间                         t== (2)设A、B离开电场时的速度分别为υA0、υB0,由动能定理,有 QE0d=m,QE0d=          ① A、B相互作用过程中,动量和能量守恒.A、B相互作用力为斥力,A受的力与其运动方向相同,B受的力与其运动方向相反,相互作用力对A做正功,对B做负功.A、B靠近的过程中,B的路程大于A的路程,由于相互作用力大小相等,相互作用力对B做功的绝对值大于对A做功的绝对值,因此相互作用力做功之和为负,相互作用能增加.所以,当A、B最接近时相互作用能最大,此时两者速度相同,设为υ′,有 (m+)υ′= mυA0+υB0                  ② Epm=(m+)-(m+)υ′2   ③ 已知q =Q,由①、②、③式解得 相互作用能的最大值                   Epm=QE0d (3)考虑A、B在x>d区间的运动,由动量守恒、能量守恒,且在初态和末态均无相互作用,有 mυA+υB= mυA0+υB0                  ④ m+=m+     ⑤     由④、⑤解得  υB=-υB0+υA0 因B不改变运动方向,故  υB=-υB0+υA0 ≥0                      ⑥ 由①、⑥解得     q≤Q 即B所带电荷量的最大值qm=Q 考点:考查了带电粒子在电场中的运动
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考点分析:
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如图所示,水平放置的平行金属板之间电压大小为U,距离为d,其间还有垂直纸面向里的匀强磁场.质量为说明: 满分5 manfen5.com带电量为+q的带电粒子,以水平速度v0从平行金属板的正中间射入并做匀速直线运动,然后又垂直射入场强大小为E2,方向竖直向上的匀强电场,其边界ab间的宽为L(该电场竖直方向足够长).电场和磁场都有理想边界,且粒子所受重力不计,求:

(1)匀强磁场对该带电粒子作用力的大小f

(2)该带电粒子在ab间运动的加速度大小a

(3)该带电粒子到达边界b时的速度大小v

说明: 满分5 manfen5.com

 

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如图所示,宽度L=0.2m、足够长的平行光滑金属导轨固定在位于竖直平面内的绝缘板上,导轨所在空间存在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场,磁场方向跟导轨所在平面垂直.一根导体棒MN两端套在导轨上与导轨接触良好,且可自由滑动,导体棒的电阻值R=l.5Ω,其他电阻均可忽略不计.电源电动势E=3.0V,内阻可忽略不计,取重力加速度g=10m/s2.当S1闭合,S2断开时,导体棒恰好静止不动.

(1)求S1闭合,S2断开时,导体棒所受安培力的大小;

(2)将S1断开,S2闭合,使导体棒由静止开始运动,求当导体棒的加速度a=5.0m/s2时,导体棒产生的感应电动势大小;

(3)将S1断开,S2闭合,使导体棒由静止开始运动,求导体棒运动的最大速度的大小.说明: 满分5 manfen5.com

 

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如图所示,在x轴的上方(y>0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度υ进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角,若粒子的质量为m,电量为q,求:

说明: 满分5 manfen5.com

(1)画出粒子在磁场中的运动轨迹;

(2)该粒子射出磁场的位置距原点O的距离;

(3)粒子在磁场中运动的时间.

 

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如图所示,BC是半径为R说明: 满分5 manfen5.com圆弧形的光滑且绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E.现有一质量为m、带正电q的小滑块(可视为质点),从C点由静止释放,滑到水平轨道上的A点时速度减为零.若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,求:

说明: 满分5 manfen5.com

(1)滑块通过B点时的速度大小;

(2)滑块经过圆弧轨道的B点时,所受轨道支持力的大小;

(3)水平轨道上AB两点之间的距离.

 

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如图所示,质量为m,电量为q的小球以某一速度与水平成45°角进入匀强电场和匀强磁场,若微粒在复合场中做直线运动,则粒子带______电,电场强度E=__________.说明: 满分5 manfen5.com

 

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