【題目】如圖,x軸上方有平行于紙面的勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度大小為E,方向與y軸正向成θ=60°,x軸下方有垂直于紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場磁場的上邊界ONx軸正向成α=15°,下邊界平行于x在電場中M處由靜止釋放一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子經(jīng)電場加速后,剛好從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入磁場已知MO=L,當(dāng)粒子從邊界ON上的P點(diǎn)(圖中未畫出)離開磁場后,再次進(jìn)入電場經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)恰好回到O點(diǎn),不計(jì)粒子的重力求:

(1)粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大。

(2)磁場下邊界到x軸的最小距離;

(3)粒子先后兩次經(jīng)過O點(diǎn)的時(shí)間間隔。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)粒子從MO做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理可得,粒子離開電場進(jìn)入磁場時(shí)的速度;

(2)畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,據(jù)粒子在電場中的類平拋運(yùn)動(dòng)可出粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑,由幾何關(guān)系求出下邊界到x軸的最小距離與粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑的關(guān)系;

(3)粒子先后兩次經(jīng)過O點(diǎn)中間包含圓周運(yùn)動(dòng)、勻速直線運(yùn)動(dòng)和類平拋運(yùn)動(dòng),分別求出三段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,相加后可得粒子先后兩次經(jīng)過O點(diǎn)的時(shí)間間隔。

(1)粒子從MO做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理可得:,解得:粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度

(2)畫出粒子在磁場和電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖:

粒子剛好和磁場下邊界相切時(shí),磁場下邊界到x軸的距離最小

由幾何關(guān)系得:

粒子從Q點(diǎn)進(jìn)入電場,做類平拋運(yùn)動(dòng)回到O點(diǎn),則、

解得:、

則磁場下邊界到x軸的最小距離為

(3)粒子先后兩次經(jīng)過O點(diǎn)中間包含圓周運(yùn)動(dòng)、勻速直線運(yùn)動(dòng)和類平拋運(yùn)動(dòng)三段運(yùn)動(dòng)

粒子在磁場中運(yùn)行四分之三周期,則

粒子離開磁場到再次進(jìn)入電場過程中做勻速直線運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系得:

粒子做直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

粒子先后兩次經(jīng)過O點(diǎn)的時(shí)間間隔

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】如圖所示,A、B為體積可忽略的帶電小球,QA=2×108C,QB=2×108C,A、B相距3cm.在水平外電場作用下,A、B保持靜止,懸線都沿豎直方向.(已知靜電力常量K=9×109Nm2/C2),試求:

(1) A、B之間的庫侖力。

(2) 外電場的場強(qiáng)大小和方向。

(3) AB中點(diǎn)處O總電場的場強(qiáng)大小和方向。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一小物塊被夾子夾緊,夾子通過輕繩懸掛在小環(huán)上,小環(huán)套在水平光滑細(xì)桿上,物塊質(zhì)量為M,到小環(huán)的距離為L,其兩側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為F.小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止,物塊向上擺動(dòng).整個(gè)過程中,物塊在夾子中沒有滑動(dòng).小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計(jì),重力加速度為g.下列說法正確的是( 。

A. 物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),繩中的張力等于2F

B. 小環(huán)碰到釘子P時(shí),繩中的張力大于2F

C. 物塊上升的最大高度為

D. 速度v不能超過

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】水上樂園有一個(gè)滑水項(xiàng)目深受大家喜愛,如圖所示,已知該項(xiàng)目的傾斜滑道的總高度H6m,傾角θ37°,傾斜滑道與水平滑道間平滑連接(即游客通過此處時(shí)速度大小不變),假設(shè)滑道內(nèi)有水時(shí)人與滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ10.15,無水時(shí)人與滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ20.2.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。

1)游客從有水的傾斜滑道下滑的加速度大;

2)如果游客甲從有水的滑道頂端由靜止開始下滑,則他能夠在水平滑道內(nèi)滑行的距離;

3)乙從無水的滑道頂端下滑,為使自己能和甲滑行的一樣遠(yuǎn),乙需在滑道頂端獲得一個(gè)沿滑道向下多大的初速度?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究“彈簧彈力做功”.在水平桌面上固定好彈簧和光電門,將光電門與數(shù)字計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)連接。

實(shí)驗(yàn)過程如下:

(1)如圖乙所示,用游標(biāo)卡尺測量固定于滑塊上的擋光片的寬度d=_________mm;

(2)用滑塊把彈簧壓縮到距離光電門為x位置,并從靜止釋放,數(shù)字計(jì)時(shí)器記下?lián)豕馄ㄟ^光電門所用的時(shí)間t,則此時(shí)滑塊的速度v=_________(用題中符號(hào)表示);

(3)多次改變滑塊的質(zhì)量m,重復(fù)(2)的操作,得出多組m與v的值。根據(jù)這些數(shù)值,作出v2-1/m圖象,如圖丙。根據(jù)圖象,可求出滑塊每次運(yùn)行x的過程中彈簧對其所做的功為_________;還可求出的物理量是_________;其值為_________。(用題中符號(hào)表示,已知重力加速度為g)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,導(dǎo)體棒沿兩平行導(dǎo)軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形abcd磁場區(qū)域,ac垂直于導(dǎo)軌且平行于導(dǎo)體棒,ac右側(cè)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是左側(cè)的2倍且方向相反,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì),下列關(guān)于導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流和所受安培力隨時(shí)間變化的圖象正確的是(規(guī)定電流由M經(jīng)RN為正方向,安培力向左為正方向)

A. B. C. D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了節(jié)能和環(huán)保,一些公共場所用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng),光控開關(guān)可用光敏電阻控制,如圖甲所示是某光敏電阻阻值隨光的照度變化曲線,照度可以反映光的強(qiáng)弱,光越強(qiáng)照度越大,照度單位為:勒克斯(lx)。

1)如圖乙所示,電源電動(dòng)勢為3V,內(nèi)阻不計(jì),當(dāng)控制開光兩端電壓上升至2V時(shí)控制開光自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)。要求當(dāng)天色漸暗照度降至1.0lx)時(shí)控制開光接通照明系統(tǒng),則R1=______kΩ。

2)某同學(xué)為了測量光敏電阻在不同照度下的阻值,設(shè)計(jì)了如圖戊所示的電路進(jìn)行測量,電源(E=3V,內(nèi)阻未知),電阻箱(0-99999Ω)。實(shí)驗(yàn)時(shí)將電阻箱阻值置于最大,閉合S1,將S21相連,減小電阻箱阻值,使靈敏電流計(jì)的示數(shù)為I,圖丙為實(shí)驗(yàn)時(shí)電阻箱的阻值,其讀數(shù)為______kΩ;然后將S22相連,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值如圖丁所示,此時(shí)電流表的示數(shù)恰好為I,則光敏電阻的阻值R0=______kΩ(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。


查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列簡諧橫波沿x軸傳播,在波的傳播方向上有P、Q兩質(zhì)點(diǎn),兩質(zhì)點(diǎn)在平衡位置的坐標(biāo)分別為12cm16cm,圖甲為該列簡諧波在t4s時(shí)的波形圖,圖乙是Q質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像,下列說法正確的是

A. 波長為0.24m

B. 波速為0.04m/s

C. 波的傳播方向向左

D. 4-8s內(nèi)平衡位置x16cm的質(zhì)點(diǎn)通過的路程為8cm

E. t7s時(shí)P恰好回到平衡位置

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示。置于真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時(shí)間可忽略。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直,高頻交流電頻率為f,加速電壓為U。若A處粒子源產(chǎn)生的粒子的質(zhì)量為m,電荷量為+q,在加速器中被加速,且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響。則下列說法正確的是(  )

A. 粒子從磁場中獲得能量

B. 粒子從電場中獲得能量

C. 粒子離開回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能與加速電壓U無關(guān)

D. 粒子被電場加速后,運(yùn)動(dòng)越來越快,走過半圓的時(shí)間越來越短

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案