【題目】如圖所示,虛線MN為勻強電場和勻強磁場的分界線,勻強電場場強大小為E,方向豎直向下且與邊界MNθ=45°角,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向垂直紙面向外。在電場中有一點P,P點到邊界MN的豎直距離為d.,F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從P處由靜止釋放。粒子第一次進(jìn)入磁場后,經(jīng)過時間t,將磁感應(yīng)強度大小突然變?yōu)?/span>B′,方向不變,此后粒子恰好被束縛在該磁場中。(不計粒子所受重力,電場和磁場范圍足夠大)求:

(1)粒子進(jìn)入磁場時的速度大;

(2)當(dāng)B′有最小值時,經(jīng)過的時間t為多少?

(3)B′的最小值為多少?

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

粒子在電場中被加速,根據(jù)動能定理求解進(jìn)入磁場時的速度;粒子恰好被束縛在該磁場中時B′最小時,軌跡圓與虛線邊界相切根據(jù)幾何關(guān)系求解經(jīng)過時間t在磁場中轉(zhuǎn)過的角度從而求解t;由幾何關(guān)系求解粒子恰被束縛在磁場中時的圓的半徑,從而求解B′.

(1)粒子在電場中被加速,則qEd=mv2

解得

(2)當(dāng)將磁感應(yīng)強度大小突然變?yōu)?/span>B′,此后粒子恰好被束縛在該磁場中,則粒子的運動軌跡如圖;

由幾何關(guān)系可知: ,

解得

(3)由幾何關(guān)系可知:R+Rcosθ=2r

解得B′=2(2-)B

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】“探究求合力的方法”的實驗情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點,OBOC為細(xì)繩,圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖示。

(1)某次實驗中,拉OC細(xì)繩的彈簧秤指針位置如甲圖所示,其讀數(shù)為_____N;乙圖中的FF′兩力中,方向一定沿AO方向的是_____。

(2)關(guān)于此實驗下列說法正確的是_____。

A.與橡皮筋連接的細(xì)繩必須等長

B.用兩只彈簧秤拉橡皮筋時,應(yīng)使兩彈簧秤的拉力相等,以便算出合力的大小

C.用兩只彈簧秤拉橡皮筋時,結(jié)點位置必須與用一只彈簧秤拉時結(jié)點的位置重合

D.拉橡皮條的細(xì)繩要長些,標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點要短一些

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電場中的A、O、B三點在同一條直線上,AB兩點到O點距離均為d。過O點的豎直虛線ab左右兩側(cè)分別為勻強電場,方向如圖所示,空間中各點場強大小相等。設(shè)O點電勢為零,A、B點電勢.一個電量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從O點左側(cè)某位置由靜止釋放后,粒子以O點為中心在直線AB上做往復(fù)運動,已知粒子運動過程中最大電勢能為Em,且,不計粒子的重力。求:

1)電場中各點的場強E的大。

2)粒子從釋放到第一次回到釋放點所需時間T。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物體在直線上做加速運動,從開始計時起,第1s內(nèi)的位移是1m,第2s內(nèi)的位移是2m……第ns內(nèi)的位移是nm,由此可知(

A. 物體肯定是做勻加速直線運動

B. 物體的初速度為0

C. 物體的加速度是1m/s2

D. 物體在前5s內(nèi)的平均速度是3m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在公路的十字路口,紅燈攔停了很多汽車,攔停的汽車排成筆直的一列,最前面的一輛汽車的前端剛好與路口停車線相齊,相鄰兩車的前端之間的距離均為L=6.0m,若汽車起動時都以a=2.5m/s2的加速度作勻加速運動,加速到v=10.0m/s后做勻速運動通過路口.該路口亮綠燈時間t=40.0s,而且有按倒計時顯示的時間顯示燈.另外交通規(guī)則規(guī)定:原在綠燈時通行的汽車,紅燈亮起時,車頭已越過停車線的汽車允許通過.請解答下列問題:

(1)若綠燈亮起瞬時,所有司機同時起動汽車,問有多少輛汽車能通過路口?

(2)第(1)問中,不能通過路口的第一輛汽車司機,在時間顯示燈剛亮出“3”時開始剎車做勻減速運動,結(jié)果車的前端與停車線相齊時剛好停下,求剎車后汽車加速度大小.

(3)事實上由于人反應(yīng)時間的存在,綠燈亮起時不可能所有司機同時起動汽車.現(xiàn)假設(shè)綠燈亮起時,第一個司機遲后△t=0.90s起動汽車,后面司機都比前一輛車遲后0.90s起動汽車,在該情況下,有多少輛車能通過路口?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為一列橫波在t=0時刻的波動圖象,從此時刻開始,此波中d質(zhì)點到達(dá)波峰的時間比c質(zhì)點早0.1s,求:

(1)波速及波的傳播方向;

(2)x=1.5m處的b質(zhì)點從此刻起到第一次到達(dá)平衡位置且向下運動所經(jīng)歷的時間和路程。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】美國物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器,應(yīng)用帶電粒子在磁場中做圓周運動的特點,能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量,使人類在獲得較高能量帶電粒子方面前進(jìn)了一步。如圖所示為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖,其中盒縫間的加速電場場強大小恒定,且被限制在A、C板間。帶電粒子從P0處靜止釋放,并沿電場線方向射入加速電場,經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強磁場做勻速圓周運動。對于這種改進(jìn)后的回旋加速器,下列說法正確的是( )

A. 帶電粒子每運動一周被加速一次

B. PlP2=P2P3

C. 加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸無關(guān)

D. 加速電場方向不需要做周期性的變化

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在檢測某款電動車性能的實驗中,質(zhì)量為8×102 kg的電動車由靜止開始沿平直公路行駛,達(dá)到的最大速度為15 m/s,利用傳感器測得此過程中不同時刻電動車的牽引力F與對應(yīng)的速度v,并描繪出F圖象(圖中ABBO均為直線),假設(shè)電動車行駛中所受的阻力恒定,求此過程中:

1)電動車的額定功率;

2)電動車由靜止開始運動,經(jīng)過多長時間,速度達(dá)到2 m/s。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,電動機通過繞過光滑定滑輪的細(xì)繩與放在傾角為的光滑斜面上的物體相連,啟動電動機后物體沿斜面上升;在時間內(nèi)物體運動的圖象如圖乙所示,其中除時間段圖象為曲線外,其余時間段圖象均為直線,1s后電動機的輸出功率保持不變;已知物體的質(zhì)量為2kg,重力加速度則下列計算不正確的是

A. 1s后電動機的輸出功率P100W

B. 物體運動的最大速度10

C. s內(nèi)電動機所做的功為25J

D. s內(nèi)電動機所做的功為250J

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