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如圖10所示，在足夠大的空間范圍內(nèi)同時(shí)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.57T.小球1帶正電，比荷為q1 / m1=4C / kg，所受重力與電場力的大小相等；小球1向右以v0=23.59m/s的水平速度與小球2正碰.碰后經(jīng)過0.75s再次相碰.設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終保持在同一平面內(nèi).（取g=10m/s2）求：
（1）電場強(qiáng)度E的大小是多少；
（2）兩小球的質(zhì)量之比是多少.


（1）根據(jù)題意，小球1所受的重力與電場力始終平衡，有m1g=q1E，解得E=2.5N/C.
（2）兩小球第一次碰撞后動量守恒，以水平向右為正方向，有m1v0=-m1v1+m2v2.這里弄清碰后兩球做什么運(yùn)動是解決問題的關(guān)鍵.從力與運(yùn)動的關(guān)系看，小球1受重力、電場力和洛倫茲力，其中重力和電場力平衡，洛倫茲力提供向心力，它將做勻速圓周運(yùn)動，由牛頓第二定律得q1v1B=m1，半徑為R1=，周期為T==1s.小球2只受重力，將做平拋運(yùn)動.因?yàn)閮尚∏蜻\(yùn)動時(shí)間t=0.75=3/4T，所以小球1只能逆時(shí)針經(jīng)3/4個(gè)圓周時(shí)與小球2再次碰撞.
第一次相碰后小球2做平拋運(yùn)動，有h=1/2gt2，L=R1=v2t，聯(lián)立以上各式解得v1=17.66m/s，v2=3.75m/s，兩小球質(zhì)量之比=11.
【試題分析】
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖10所示，在鉛板A上有一個(gè)發(fā)射源C，可向各個(gè)方向射出速率V=2.8×106m/s的電子，B為金屬網(wǎng)，A、B連接在電路上，電源電動勢E=20V，內(nèi)阻不計(jì)，滑動變阻器范圍為0~20Ω， A、B間距d=10cm，M為熒光屏(足夠大)，它緊挨著金屬網(wǎng)外側(cè)，已知電子的比荷,現(xiàn)將圖中滑動變阻器滑片置于Rap=5.6Ω，閉合開關(guān)后，求：

（1）電子到達(dá)熒光屏的最長時(shí)間；

（2）調(diào)節(jié)R使粒子打在熒光屏上的最大面積縮小為原來的一半，此時(shí)Rap應(yīng)多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖10所示，在坐標(biāo)系xoy平面的x＞0區(qū)域內(nèi)，有電場強(qiáng)度E=2×105N/C，方向沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.20 T，方向與xoy平面垂直向里的勻強(qiáng)磁場。在y軸上有一足夠長的熒光屏MN，在x軸上的P(10，0)點(diǎn)處有一粒子發(fā)射槍連續(xù)不斷的發(fā)射大量質(zhì)量m＝6.4×10-27kg，電量q＝3.2×10-19C的帶正電粒子，其向x軸方向發(fā)射的粒子恰能沿x軸做勻速直線運(yùn)動。若撤去電場，并使粒子發(fā)射槍以P為軸在xoy平面內(nèi)以角速度ω=2πrad/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動（整個(gè)裝置都處在真空中），求：

（1）帶電粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑；

（2）熒光屏上閃光點(diǎn)的范圍；

（3）熒光屏上閃光點(diǎn)從最高點(diǎn)移動到最低點(diǎn)所用的時(shí)間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖10所示，在坐標(biāo)系xoy平面的x＞0區(qū)域內(nèi)，有電場強(qiáng)度E=2×105N/C，方向沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.20 T，方向與xoy平面垂直向里的勻強(qiáng)磁場。在y軸上有一足夠長的熒光屏MN，在x軸上的P(10，0)點(diǎn)處有一粒子發(fā)射槍連續(xù)不斷的發(fā)射大量質(zhì)量m＝6.4×10-27kg，電量q＝3.2×10-19C的帶正電粒子，其向x軸方向發(fā)射的粒子恰能沿x軸做勻速直線運(yùn)動。若撤去電場，并使粒子發(fā)射槍以P為軸在xoy平面內(nèi)以角速度ω=2πrad/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動（整個(gè)裝置都處在真空中），求：

（1）帶電粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑；

（2）熒光屏上閃光點(diǎn)的范圍；

（3）熒光屏上閃光點(diǎn)從最高點(diǎn)移動到最低點(diǎn)所用的時(shí)間。

 

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科目：高中物理 來源：2010年海南省海口市高三下學(xué)期高考調(diào)研（一）物理試題 題型：計(jì)算題

如圖10所示，在坐標(biāo)系xoy平面的x＞0區(qū)域內(nèi)，有電場強(qiáng)度E=2×105N/C，方向沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.20 T，方向與xoy平面垂直向里的勻強(qiáng)磁場。在y軸上有一足夠長的熒光屏MN，在x軸上的P(10，0)點(diǎn)處有一粒子發(fā)射槍連續(xù)不斷的發(fā)射大量質(zhì)量m＝6.4×10-27kg，電量q＝3.2×10-19C的帶正電粒子，其向x軸方向發(fā)射的粒子恰能沿x軸做勻速直線運(yùn)動。若撤去電場，并使粒子發(fā)射槍以P為軸在xoy平面內(nèi)以角速度ω=2πrad/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動（整個(gè)裝置都處在真空中），求：
（1）帶電粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑；
（2）熒光屏上閃光點(diǎn)的范圍；
（3）熒光屏上閃光點(diǎn)從最高點(diǎn)移動到最低點(diǎn)所用的時(shí)間。

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