分析 (1)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以求出粒子的速度、粒子的偏移量.
(2)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),求出粒子的軌道半徑的臨界值,然后由牛頓第二定律求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的臨界值,最后確定磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍.
(3)求出粒子在電場與磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,然后求出粒子總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.
解答 解:(1)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),
水平方向:d=v0t1,
解得:t1=2×10-8s,
豎直方向:vy=at1=qEmt1,vy=2×107m/s,
粒子速度偏角的正切值:tanθ=vyv0=1,則θ=45°,
粒子離開MN時(shí)的速度:v=√v20+v2y=2√2×107m/s,
粒子的偏移量:y=12at12=12qEmt12=0.2m;(2)粒子恰好不離開RS邊界時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:
由幾何知識(shí)得:rsin45°+r=d,
解得:r=(2-√2)d=0.4(2-√2)m,
粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:
qvB=mv2r,
解得:B=mvqr=0.02(1+√2)T≈0.048T,
磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍:B≥0.048T;
(3)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期:T=\frac{2πm}{qB},
粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間:
t2=\frac{α}{360°}T=\frac{270°}{360°}×\frac{2πm}{qB}=3.925×10-8s,
粒子的最長運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t=t1+t2=5.925×10-8s;
答:(1)粒子經(jīng)過電場、磁場邊界MN時(shí)的速度大小為2\sqrt{2}×107m/s,與水平方向夾角為45°,偏離v0方向的距離為0.2m;
(2)若要使粒子在磁場區(qū)域,不偏出RS邊界,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍是B≥0.048T;
(3)粒子在電、磁揚(yáng)中的最長運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:5.925×10-8s.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了粒子在電場與磁場中的運(yùn)動(dòng),分析清楚粒子運(yùn)動(dòng)過程、作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是解題的關(guān)鍵,應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓第二定律與粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式可以解題.
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) | |
B. | 當(dāng)兩分子間距離增大時(shí),分子力一定減小而分子勢能一定增加 | |
C. | 一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣,其分子之間的勢能增加 | |
D. | 溫度降低,物體內(nèi)所有分子運(yùn)動(dòng)的速度不一定都變小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | t=6s時(shí)兩車等速 | B. | t=6s時(shí)兩車距離最遠(yuǎn) | ||
C. | 0-6s內(nèi)兩車位移之差為90m | D. | 兩車0-9s在內(nèi)會(huì)相撞 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 鐵的密度 | B. | 鐵的相對(duì)原子質(zhì)量 | ||
C. | 某鐵塊的質(zhì)量和體積 | D. | 鐵的密度和鐵原子的摩爾質(zhì)量 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 如果重力對(duì)物體做正功,則物體的重力勢能增大 | |
B. | 如果重力對(duì)物體做正功,則物體的重力勢能減小 | |
C. | 物體的重力勢能具有相對(duì)性,與參考平面的選取有關(guān) | |
D. | 重力勢能是物體與地球組成的系統(tǒng)具有的,而不是物體單獨(dú)具有的 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 3s內(nèi)的位移是12m | B. | 3s內(nèi)的位移是9m | ||
C. | 3s末速度的大小是0 | D. | 3s末速度的大小是6m/s |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小孩在AB段和BC段運(yùn)動(dòng)過程中速度改變量相同 | |
B. | 小孩在AB段和BC段運(yùn)動(dòng)過程中重力的平均功率相同 | |
C. | 動(dòng)摩擦因數(shù)滿足μ1+μ2=2tanθ | |
D. | 整個(gè)過程中地面對(duì)滑梯的支持力始終等于該小孩和滑梯的總重力,地面對(duì)滑梯始終無摩擦力作用 |
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