【題目】如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)有一半徑為R的圓,圓的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)O處,圓內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,圓外有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),F(xiàn)從坐標(biāo)原點(diǎn)O處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng),并從圓與x軸的交點(diǎn)P處垂直電場(chǎng)線再次進(jìn)入電場(chǎng),不計(jì)粒子的重力。求:

(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大;

(2)粒子從O點(diǎn)由靜止釋放到再次到達(dá)y軸運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;

(3)若讓粒子從坐標(biāo)為(,0)的位置由靜止釋放,則粒子經(jīng)電場(chǎng)加速再經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)第一次經(jīng)過x軸的位置離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離。

【答案】(1);(2);(3)

【解析】

(1)設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為,粒子在電場(chǎng)中加速過程,根據(jù)動(dòng)能定理有

解得

粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由題意結(jié)合幾何關(guān)系可知,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,根據(jù)牛頓第二定律有

解得

(2)設(shè)粒子第一次在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,則有

解得

粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

粒子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)粒子到達(dá)軸時(shí)還在電場(chǎng)中,則有

,,

解得

假設(shè)成立,因此

粒子從O點(diǎn)由靜止釋放到再次到達(dá)軸運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

(3)粒子從坐標(biāo)為的位置由靜止釋放,在電場(chǎng)中加速的距離為

設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為,根據(jù)動(dòng)能定理有

解得

設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為,由牛頓第二定律得

解得

粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示

由幾何關(guān)系可知,粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)第一次經(jīng)過軸的位置點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】讀下表:

0

T/4

T/2

3T/4

T

正向最大

負(fù)向最大

負(fù)向最大

正向最大

正向最大

負(fù)向最大

正向最大

負(fù)向最大

正向最大

負(fù)向最大

如果表中給出的是做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的位移x或速度與時(shí)刻的對(duì)應(yīng)關(guān)系,T是振動(dòng)周期,則下列選項(xiàng)中正確的是(

A.若甲表示位移x,則丙表示相應(yīng)的速度v

B.若乙表示位移x,則甲表示相應(yīng)的速度v

C.若丙表示位移x,則甲表示相應(yīng)的速度v

D.若丁表示位移x,則乙表示相應(yīng)的速度v

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列四幅圖涉及到不同的物理知識(shí),其中說法正確的是( 。

A. 圖甲:盧瑟福通過分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子

B. 圖乙:用中子轟擊鈾核使其發(fā)生聚變,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)會(huì)釋放出巨大的核能

C. 圖丙:玻爾理論指出氫原子能級(jí)是分立的,所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的

D. 圖。簻穼O通過電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核內(nèi)還有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲是一個(gè)單擺振動(dòng)的情形,O是它的平衡位置,BC是擺球所能到達(dá)的最遠(yuǎn)位置,設(shè)擺球向右運(yùn)動(dòng)為正方向,圖乙是這個(gè)單擺的振動(dòng)圖象,同此可知(  )

A.單擺振動(dòng)的頻率1.25Hz

B.t=0時(shí)擺球位于B點(diǎn)

C.t=0.2s時(shí)擺球位于平衡位置O,加速度為零

D.若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g2,則這個(gè)單擺的擺長是0.16m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑分別為2dd的光滑半圓形圓弧導(dǎo)軌放在豎直面內(nèi),兩圓弧圓心均在O點(diǎn),導(dǎo)軌右端接有阻值為R的電阻。一質(zhì)量為m、電阻為R、長為d的金屬棒AB搭在導(dǎo)軌的左端且處于水平狀態(tài),金屬棒AB通過絕緣輕桿連在O點(diǎn)的固定轉(zhuǎn)軸上,兩導(dǎo)軌間充滿垂直于導(dǎo)軌平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將金屬棒由靜止釋放,金屬棒繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),不計(jì)轉(zhuǎn)軸處摩擦,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌接觸良好,當(dāng)金屬棒AB第一次轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω,則下列說法正確的是( 。

A.金屬棒第一次轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),金屬棒AB兩端的電壓為

B.金屬棒第一次轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),金屬棒受到的安培力大小為

C.從靜止開始到金屬棒第一次轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中,通過電阻R的電量為

D.從靜止開始到金屬棒第一次轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中,金屬棒減少的重力勢(shì)能等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,頂部有凹槽的物體P靜止于固定斜面上,將物體Q輕放入凹槽”,P仍然靜止。則放入Q后與放入Q前比較

A. P對(duì)斜面的壓力變大B. P與斜面間的摩擦力變小

C. P對(duì)斜面的作用力不變D. P所受的合外力增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,某同學(xué)用插針法測(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針PlP2確定入射光線,并讓入射光線過圓心O,在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3,使P3擋住P1、P2的像,連接OP3。圖中MN為分界面,虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱,B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn),AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)。

1)設(shè)AB的長度為a,AO的長度為b,CD的長度為m,DO的長度為n,為較方便地表示出玻璃磚的折射率,需用刻度尺測(cè)量______,則玻璃磚的折射率可表示為__。

2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度,由此測(cè)得玻璃磚的折射率將__(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個(gè)有活塞的密閉容器內(nèi)盛有飽和水汽與少量的水,則可能發(fā)生的現(xiàn)象是

A.溫度保持不變,慢慢地推進(jìn)活塞,由可知容器內(nèi)飽和汽壓強(qiáng)會(huì)增大

B.溫度保持不變,慢慢地推進(jìn)活塞,容器內(nèi)飽和汽壓強(qiáng)不變

C.溫度保持不變,慢慢地推進(jìn)活塞,容器內(nèi)飽和水汽分子數(shù)不變少

D.不移動(dòng)活塞而將容器放在沸水中,容器內(nèi)飽和汽壓強(qiáng)不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,封閉有一定質(zhì)量氣體的氣缸開口向下豎直固定放置,活塞的橫截面積為,質(zhì)量為,活塞通過輕繩連接了一個(gè)質(zhì)量為的重物。若開始時(shí)氣缸內(nèi)氣體的溫度為,輕繩剛好伸直且對(duì)活塞無拉力作用,外界大氣壓強(qiáng)為,一切摩擦均不計(jì)。

(1)求重物剛離地時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng);

(2)若緩慢降低氣缸內(nèi)氣體的溫度,最終使得氣缸內(nèi)氣體的體積減半,則最終氣體的溫度為多少?

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