如圖所示，xOy為豎直面內(nèi)的直角坐標(biāo)系，在y軸兩側(cè)存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)電場(chǎng)，y軸右側(cè)電場(chǎng)方向豎直向下，y軸左側(cè)電場(chǎng)方向豎直向上。y軸左側(cè)還存在一個(gè)方向垂直于坐標(biāo)平面的圓形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出），磁場(chǎng)邊界與y軸相切于O點(diǎn)?，F(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，用長(zhǎng)為l、不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛在P點(diǎn)的釘子上，P點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離亦為l。將小球拉至細(xì)線繃直且與y軸負(fù)方向成60°角無(wú)初速釋放，小球擺至O點(diǎn)即將進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)細(xì)線恰好斷裂。最終小球剛好擊中P點(diǎn)的釘子，此時(shí)速度方向與y軸正方向成30°角。已知細(xì)線能承受的最大張力Fm=4mg,小球可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g,不計(jì)阻力。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。
（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和磁場(chǎng)區(qū)域的面積。
（3）小球在x＜0區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。（結(jié)果用m、q、1、g表示）
【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場(chǎng)中的問(wèn)題．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書(shū)面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：90引用：1難度：0.4
相似題
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1．如圖1所示，在xOy坐標(biāo)系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱，極板長(zhǎng)度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構(gòu)成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里，D、A位于y軸上。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子，現(xiàn)在0～3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的粒子，在t0時(shí)刻射入磁場(chǎng)時(shí)，恰好不會(huì)從磁場(chǎng)邊界射出磁場(chǎng)區(qū)域且圓心在x軸上，上述l、m、q、t0為已知量，U0=
，不考慮P、Q兩板電壓的變化對(duì)磁場(chǎng)的影響，也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，求：ml2qt02
（1）t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及磁場(chǎng)區(qū)域的面積；
（3）t=t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：79引用：2難度：0.7 -
2．核聚變具有極高效率、原料豐富以及安全清潔等優(yōu)勢(shì)，中科院等離子體物理研究所設(shè)計(jì)制造了全超導(dǎo)非圓界面托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置（EAST），這是我國(guó)科學(xué)家率先建成了世界上第一個(gè)全超導(dǎo)核聚變“人造太陽(yáng)實(shí)驗(yàn)裝置將原子核在約束磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，如圖所示，磁場(chǎng)水平向右分布在空間中，所有粒子的質(zhì)量均為m,電荷量均為q,且粒子的速度在紙面內(nèi)，忽略粒子重力的影響，以下判斷正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：65引用：2難度：0.7 -
3．如圖所示，三角形ABC內(nèi)有垂直于三角形平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB邊的中點(diǎn)?，F(xiàn)在DB段上向磁場(chǎng)內(nèi)射入速度大小相同、方向平行于BC的同種粒子（不考慮粒子間的相互作用和粒子重力），若從D點(diǎn)射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場(chǎng)，則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長(zhǎng)度為（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/3 0:30:3組卷：300引用：1難度：0.5
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