【題目】如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi),第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,第Ⅳ象限以O(shè)N為直徑的半圓形區(qū)域內(nèi),存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,從y軸正半軸上y=h處的M點,以速度v0垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上x=2h處的P點進(jìn)入磁場,最后以垂直于y軸的方向射出磁場.不計粒子重力.求:

(1)電場強(qiáng)度大小E;
(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑r;
(3)粒子從進(jìn)入電場到離開磁場經(jīng)歷的總時間t.

【答案】
(1)解:粒子的運動軌跡如圖所示

設(shè)粒子在電場中運動的時間為t1

x方向勻速直線運動,則有:2h=v0t1

y方向初速度為零的勻加速直線運動,則有:

根據(jù)牛頓第二定律:Eq=ma

求出勻強(qiáng)電場強(qiáng)度:

答:電場強(qiáng)度大小為


(2)解:粒子在電場中運動,根據(jù)動能定理:

設(shè)粒子進(jìn)入磁場時速度為v,根據(jù)

求出運動軌道的半徑:

答:粒子在磁場中運動的軌道半徑為 ;


(3)解:粒子在電場中運動的時間:

粒子在磁場中運動的周期:

設(shè)粒子在磁場中運動的時間為t2,由幾何關(guān)系可知粒子的偏轉(zhuǎn)角為135°,所以有:

求出總時間:

答:粒子從進(jìn)入電場到離開磁場經(jīng)歷的總時間為


【解析】(1)粒子垂直于電場進(jìn)入第一象限,粒子做類平拋運動,由到達(dá)N的速度方向可利用速度的合成與分解得知此時的速度,根據(jù)牛頓第二定律可求出加速度與速度及位移關(guān)系,從而求出電場強(qiáng)度;(2)應(yīng)用動能定理即可求得電場中粒子的速度,粒子以此速度進(jìn)入第四象限,在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動,先畫出軌跡圖,找出半徑;利用洛倫茲力提供向心力的公式,可求出在磁場中運動的半徑.(3)粒子的運動分為兩部分,一是在第一象限內(nèi)做類平拋運動,二是在第四象限內(nèi)做勻速圓周運動,分段求出時間,相加可得總時間.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是( )
A.電場強(qiáng)度處處相等的區(qū)域內(nèi),電勢也一定處處相等
B.電場強(qiáng)度為零的點,電勢不一定為零
C.電流在磁場中某點不受磁場力作用,則該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零
D.由B= 可知,B與F成正比,與IL成反比

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在探究物體加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗時:

1)提供器材:①打點計時器;②天平;③低壓交流電源;④低壓直流電源;⑤細(xì)繩和紙帶;⑥鉤碼和小車;⑦秒表;⑧一端有滑輪的長木板;⑨刻度尺.

本實驗不需要的器材是_____(填序號);

2)如圖1所示為一條記錄小車運動情況的紙帶,圖中A、B、C、DE為計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s,根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)可以計算C點的瞬時速度是_____m/s,小車運動的加速度的大小是_____m/s2

3)實驗中要使小車的質(zhì)量_____(填遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)小于)塑料桶和桶中砝碼的質(zhì)量,才能認(rèn)為細(xì)線對小車的拉力等于塑料桶和砝碼的重力.

4)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)測量.在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a﹣F關(guān)系圖線(如圖2所示).此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是_____.(填選項前字母)

A.小車與軌道之間存在摩擦

B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C.所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

D.所用小車的質(zhì)量太大.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電鍵K閉合,電流表、電壓表均為理想電表,若電阻R1斷路,則下列說法中正確的是(

A. 電流表示數(shù)變小

B. 電壓表示數(shù)變大

C. 電源內(nèi)電路消耗的功率變大

D. R3消耗的功率變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】從離地H高處自由下落小球a,同時在它正下方H處以速度V0豎直上拋另一小球b,不計空氣阻力,有:(

(1)若V0>,小球b在上升過程中與a球相遇

(2)若V0<,小球b在下落過程中肯定與a球相遇

(3)若V0=,小球ba不會在空中相遇

(4)若V0=,兩球在空中相遇時b球速度為零。

A. 只有(2)是正確的

B. (1)(2)(3)是正確的

C. (1)(3)(4)正確的

D. (2)(4)是正確的

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,為平行線,上方和下方都是垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場,AB兩點都在上,帶電粒子從A點以初速度v與成30°斜向上射出,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)后正好過B點,經(jīng)過B點時速度方向也斜向上,不計重力,下列說法中正確的是

A帶電粒子一定帶正電

B帶電粒子經(jīng)過B點時的速度一定跟在A點的速度相同

C若帶電粒子在A點時的初速度變大方向不變,該粒子將不能經(jīng)過B點

D若只將將帶電粒子在A點的初速度方向改為與成60°角斜向上,它經(jīng)過B點

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)子(p)即 H和α粒子氦核42He以相同的速率在同一勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運動,軌道半徑分別為Rp和Rα , 周期分別為Tp和Tα , 則下列選項正確的是( )
A.Rp:Rα=1:2,Tp:Tα=1:2
B.Rp:Rα=1:1,Tp:Tα=1:1
C.Rp:Rα=1:1,Tp:Tα=1:2
D.Rp:Rα=1:2,Tp:Tα=1:1

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖電路(a)、(b)中,電阻R和自感線圈L的電阻值都是很。油⊿,使電路達(dá)到穩(wěn)定,燈泡A發(fā)光( )

A.在電路(a)中,斷開S,A將立即變暗
B.在電路(a)中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗
C.在電路(b)中,斷開S,A將漸漸變暗
D.在電路(b)中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電磁軌道炮工作原理如圖所示.待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動,并與軌道保持良好接觸.電流I從一條軌道流入,通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回.軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面得磁場(可視為勻強(qiáng)磁場),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比.通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出.現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍,理論上可采用的方法是( )

A.只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍
B.只將電流I增加至原來的2倍
C.只將彈體質(zhì)量減至原來的一半
D.將彈體質(zhì)量減至原來的一半,軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍,其它量不變

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