【題目】如圖所示,真空中有一個(gè)半徑r=0.5m的圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2×10-3T,方向垂直于紙面向外,x軸與圓形磁場(chǎng)相切于坐標(biāo)系原點(diǎn)O,在x=0.5mx=1.5m之間的區(qū)域內(nèi)有一個(gè)方向沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,電場(chǎng)強(qiáng)E=1.5×103N/C,在x=1.5m處豎有一個(gè)與x軸垂直的足夠長(zhǎng)的熒光屏,一粒子源在O點(diǎn)沿紙平面向各個(gè)方向發(fā)射速率相同、比荷C/kg的帶正電的粒子,若沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子恰能從磁場(chǎng)最右側(cè)的A點(diǎn)沿x軸正方向垂直進(jìn)入電場(chǎng),不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用和其他阻力.求:

(1)粒子源發(fā)射的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大。

(2)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子從射出到打到熒光屏上的時(shí)間(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);

(3)O點(diǎn)處射出的粒子打在熒光屏上的縱坐標(biāo)區(qū)域范圍.

【答案】1;(2;(3

【解析】

1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系確定半徑,根據(jù)求解速度;(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)T/4,根據(jù)周期求解在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解在電場(chǎng)值的時(shí)間;(3)根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)公式求解在電場(chǎng)中的側(cè)移量,從而求解從O點(diǎn)處射出的粒子打在熒光屏上的縱坐標(biāo)區(qū)域范圍.

1)由題意可知,粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑為R=r=0.5m

進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)

帶入數(shù)據(jù)解得v=1.0×106m/s

2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

粒子從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng),水平方向的速度為v,所以在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

總時(shí)間

3)沿x軸正方向射入電場(chǎng)的粒子,在電場(chǎng)中的加速度大小

在電場(chǎng)中側(cè)移:

打在屏上的縱坐標(biāo)為0.75;

經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從坐標(biāo)為(0,1)的點(diǎn)平行于x軸方向射入電場(chǎng)的粒子打在屏上的縱坐標(biāo)為1.75;其他粒子也是沿x軸正方向平行的方向進(jìn)入電場(chǎng),進(jìn)入電場(chǎng)后的軌跡都平行,故帶電粒子打在熒光屏上 的縱坐標(biāo)區(qū)域?yàn)?/span>0.75y1.75.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】1909年,美國(guó)物理學(xué)家密立根用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,通過(guò)研究平行金屬板MN間懸浮不動(dòng)的帶電油滴,比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量,因此獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。圖中平行金屬板M、N與輸出電壓恒為U的電源兩極相連,兩金屬板間的距離為d,正對(duì)面積為S.現(xiàn)由顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),恰好有一質(zhì)量為m的帶電油滴在兩金屬板中央懸浮不動(dòng),已知靜電力常量為k,真空的介電常數(shù)ε=1,重力加速度為g,則

A. 帶電油滴的電荷量

B. 金屬板M所帶電量

C. 將金屬板N突然下移d,帶電油滴獲得向上的加速度

D. 將金屬板N突然下移d,帶電油滴的電勢(shì)能立即減小為原來(lái)的

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,間距為L的足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),虛線MN右側(cè)區(qū)域存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量均為m、長(zhǎng)度均為L、電阻均為R的導(dǎo)體棒a、b,垂直導(dǎo)軌放置且保持與導(dǎo)軌接觸良好。開(kāi)始導(dǎo)體棒b靜止于與MN相距為v0處,導(dǎo)體棒a以水平速度v0MN處進(jìn)入磁場(chǎng)。不計(jì)導(dǎo)軌電阻,忽略因電流變化產(chǎn)生的電磁輻射,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒ab沒(méi)有發(fā)生碰撞。求

(1)導(dǎo)體棒b中產(chǎn)生的內(nèi)能;

(2)導(dǎo)體棒a、b間的最小距離。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一段均勻帶電的半圓形細(xì)線在其圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E,現(xiàn)把細(xì)線分成等長(zhǎng)的ABBC、CD三段圓弧,請(qǐng)利用學(xué)過(guò)的方法(如對(duì)稱性,疊加思想)分析,圓弧BC在圓心O點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的大小是

A. E B. C. D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)分布著垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.5T,磁場(chǎng)的右邊界是滿足y=x2(單位:m)的拋物線的一部分,現(xiàn)有一質(zhì)量m=1×106kg,電荷量q=2×104C的帶正電粒子(重力不計(jì))y軸上的A點(diǎn)(00.5m)沿x軸正向以v0射入,恰好不從磁場(chǎng)右邊界射出,則

A. 粒子在磁場(chǎng)中做逆時(shí)針圓周運(yùn)動(dòng)

B. 粒子到達(dá)磁場(chǎng)邊界的位置坐標(biāo)為(3m1.5m)

C. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率為2×102m/s

D. 粒子從A點(diǎn)到磁場(chǎng)右邊界的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為×102s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】?jī)蓚(gè)等量同種電荷固定于光滑水平面上,其連線中垂線上有ABC三點(diǎn),如圖甲所示,一個(gè)電荷量為2C,質(zhì)量為1 kg的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放,其運(yùn)動(dòng)的v- t圖象如圖乙所示,其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線).則下列說(shuō)法正確的是( )

A. B點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn),場(chǎng)強(qiáng)E="1" V/m

B. CA的過(guò)程中物塊的電勢(shì)能先減小后變大

C. C點(diǎn)到A點(diǎn)電勢(shì)逐漸降低

D. A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差= 5V

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形如圖甲所示,M為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn),點(diǎn)M的振動(dòng)圖象如圖乙所示,則下列說(shuō)法正確的是:

A. t=2.5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M對(duì)平衡位置的位移一定為負(fù)值

B. t=2.5s 時(shí)質(zhì)點(diǎn)M的速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相同

C. t=2.5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M的加速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相同

D. 波的傳播方向與x軸正方向相同

E. 再經(jīng)過(guò)2s質(zhì)點(diǎn)M傳播到x=4m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖ABCD的矩形區(qū)域存在沿AD方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E,邊長(zhǎng)AB2AD,質(zhì)量m、帶電量q的正電粒子以恒定的速度vA點(diǎn)沿AB方向射入矩形區(qū)域,粒子恰好從C點(diǎn)以速度v1射出電場(chǎng),粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則( 。

A. 若電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)?/span>2E,粒子從DC邊中點(diǎn)射出

B. 若電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)?/span>2E,粒子射出電場(chǎng)的速度為2v1

C. 若粒子入射速度變,則粒子從DC邊中點(diǎn)射出電場(chǎng)

D. 若粒子入射速度變?yōu)?/span>,則粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一含有理想變壓器的電路如圖所示,圖中電阻R1、R2R3的阻值分別是、,A為理想交流電流表,u為正弦交流電源,輸出電壓的有效值恒定。已知該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為31若開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電流表的示數(shù)為I,則當(dāng)S閉合時(shí),電流表的示數(shù)為( )

A. I

B. 3I

C. 4I

D. 5I

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