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如圖所示,光滑絕緣水平面上有一處于鎖定狀態(tài)的壓縮輕質(zhì)絕緣彈簧,彈性勢(shì)能Ep=2
mv
2
0
,彈簧兩端與兩小球P、Q接觸但不相連,質(zhì)量為
m
3
的小球P不帶電,小球Q質(zhì)量為m,帶電量為+q。彈簧解除鎖定后,小球P、Q向兩邊彈離。小球Q離開(kāi)彈簧后垂直于邊界MN進(jìn)入右側(cè)多層緊密相鄰的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)與電場(chǎng)的寬度均為d,長(zhǎng)度足夠,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同,方向豎直向下;電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,方向水平向右。小球Q穿出第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度方向與磁場(chǎng)邊界的夾角θ=60°,假設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)均有理想邊界,兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn),求:
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(1)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),小球Q的速度大?。?br />(2)若壓縮彈簧的彈性勢(shì)能范圍為0<Ep≤4
mv
2
0
,寫出小球Q穿出第一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度方向與磁場(chǎng)邊界的夾角余弦值cosθ與Ep之間的函數(shù)關(guān)系式;
(3)在(2)的前提下,若要小球Q不穿出第5個(gè)磁場(chǎng)的右側(cè)邊界,求電場(chǎng)強(qiáng)度的最大值。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:187引用:2難度:0.2
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.如圖所示,真空中存在空間范圍足夠大的、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)中,圓心為O、半徑為
    R
    =
    6
    7
    m
    的圓弧形光滑絕緣軌道MN固定在豎直平面內(nèi),O、N恰好處于同一豎直線上,ON=R,OM與豎直方向之間的夾角θ=37°。水平虛線BC上有一點(diǎn)A,點(diǎn)A、M的連線恰好與圓弧軌道相切于M點(diǎn),AM=2R。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)以一定的初速度沿AM做直線運(yùn)動(dòng),帶電小球從M點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道后,恰好能沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)并從N點(diǎn)射出。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g取10m/s2。求:
    (1)帶電小球在A點(diǎn)時(shí)的初速度大?。?br />(2)帶電小球從N點(diǎn)射出后經(jīng)過(guò)水平虛線BC上的D點(diǎn)(圖中未畫出)到A點(diǎn)的距離。(結(jié)果保留根式)
    發(fā)布:2024/10/23 0:0:2組卷:9引用:3難度:0.4
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.一個(gè)電荷量為q=-2×10-8C,質(zhì)量為m=1×10-14kg的帶電粒子,由靜止經(jīng)電壓為U1=400V的加速電場(chǎng)加速后,立即沿中心線O1O2垂直進(jìn)入一個(gè)電壓為U2=600V的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),然后打在垂直于O1O2放置的熒光屏上的P點(diǎn),偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極板間距為d=4cm,極板長(zhǎng)L=4cm,極板的右端與熒光屏之間的距離為L(zhǎng)1=6cm。整個(gè)裝置如圖示(不計(jì)粒子的重力),求:
    (1)粒子射出加速電場(chǎng)時(shí)的速度v0;
    (2)粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能;
    (3)粒子打在熒光屏上的P點(diǎn)到O2的距離y′。
    發(fā)布:2024/10/22 0:0:2組卷:16引用:2難度:0.6
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.如圖所示,MN、PQ為光滑絕緣水平面內(nèi)相距
    7
    4
    L
    的兩平行邊界線,邊界線之間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)平行于水平面且垂直于邊界,方向水平向右??梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的帶電小球A、B質(zhì)量均為m,用長(zhǎng)度L的絕緣輕桿相連,電量分別為+q和-2q(q>0)。開(kāi)始時(shí)A球緊鄰MN,輕桿和邊界線垂直?,F(xiàn)靜止釋放兩小球并開(kāi)始計(jì)時(shí),t0時(shí)刻B小球恰好進(jìn)入電場(chǎng),此后的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球帶電量始終保持不變。求:
    (1)電場(chǎng)強(qiáng)度E及B球進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度;
    (2)A球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中距離MN的最大間距;
    (3)A球經(jīng)過(guò)PQ時(shí)的時(shí)刻表達(dá)式。
    發(fā)布:2024/10/23 2:0:1組卷:16引用:1難度:0.5
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