精英家教網(wǎng)一對(duì)平行金屬板水平放置,兩板相距為d,在下板的下側(cè)空間有垂直紙面水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩板中心開有上下對(duì)應(yīng)的兩個(gè)小孔,當(dāng)兩板間加上電壓V以后,帶電量為+q.質(zhì)量為m的兩個(gè)相同質(zhì)點(diǎn),分別從兩板間左端中點(diǎn)a和上板中心小孔b處同時(shí)飛人,由a點(diǎn)飛入的質(zhì)點(diǎn)初速度為2v0,且方向平行金屬板;由b飛人的質(zhì)點(diǎn)初速度為v0,且方向垂直金褐板,結(jié)果兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)穿過下板的小孔C后,又分別在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn),最后均打在下極板的下表面L(不計(jì)重力的影響,也不考慮兩質(zhì)點(diǎn)問的相互影響).求:
(1)兩質(zhì)點(diǎn)在金屬板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1
(2)兩質(zhì)點(diǎn)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間ta和tb
(3)兩質(zhì)點(diǎn)在下板的下表耐上撞擊點(diǎn)間的距離△s.
分析:從a 點(diǎn)飛入電場(chǎng)的質(zhì)點(diǎn)做類平拋運(yùn)動(dòng),結(jié)合條件運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間及速度.從b點(diǎn)飛入電場(chǎng)的質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由條件結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及速度.
從b點(diǎn)飛入的質(zhì)點(diǎn)由C點(diǎn)飛出后被磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后又打到下極板.由各自的速度、帶電量及質(zhì)量可求出各自的運(yùn)動(dòng)半徑,從而可算出兩質(zhì)點(diǎn)在下板的下表耐上撞擊點(diǎn)間的距離△s.
解答:解:(1)a做類平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向:
d
2
=
1
2
at2

b向下勻加速運(yùn)動(dòng),則有d=v0t+
1
2
at2

由牛頓第二定律可得:
qU
d
=ma

則有t=
2v0
a
=
2v0md
qU

(2)在磁場(chǎng)中兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做勻速圓周運(yùn)動(dòng),且由qvB=m
v2
R
   和  T=
2πR
v

Ta=Tb=
2πm
qB

a質(zhì)點(diǎn)飛入磁場(chǎng)與水平方向角度  tanθ=
at
2v0
=1
  得θ=45°
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則a在B中運(yùn)動(dòng)時(shí)間:ta=
T
4
=
πm
2Bq

b在B中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:tb=
T
2
=
πm
Bq

(3)a質(zhì)點(diǎn)在C處的速度為:va=
2
×2v0
  運(yùn)動(dòng)半徑:Ra=
mv0
Bq

則有sa=
2
Ra=
4mv0
Bq

而b質(zhì)點(diǎn)在C處的速度為:vb=v0+at=3v0
Rb=
mvb
Bq

則有sb=2Rb=
6mv0
Bq

所以△s=
2mv0
Bq
點(diǎn)評(píng):帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的題目解題步驟為:定圓心、畫軌跡、求半徑.在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),將運(yùn)動(dòng)分解成相互垂直的兩方向.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

一對(duì)平行金屬板水平放置,板間距離為d=0.5米,板間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=5T的水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),將金屬板連入如圖所示的電路,已知電源內(nèi)阻為r=10Ω,滑動(dòng)變阻器的總電阻為R=40Ω,現(xiàn)將開關(guān)S閉合,并調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭P至右端長(zhǎng)度為總長(zhǎng)度的
1
4
處,一比荷為
q
m
=-10C/kg的帶電質(zhì)點(diǎn)從兩板正中央左端以某一初速度水平飛入場(chǎng)區(qū),恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng).重力加速度g=10m/s2
(1)求電源的電動(dòng)勢(shì);
(2)若將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P調(diào)到R的正中央位置,可以使原帶電質(zhì)點(diǎn)以水平直線從兩板間穿過,求該質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)的初速度v0

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一對(duì)平行金屬板水平放置,板間距離為d,板間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),將金屬板接入如圖所示的電路,已知電源的內(nèi)電阻為r,滑動(dòng)變阻器的總電阻為R,現(xiàn)將開關(guān)K閉合,并將滑動(dòng)觸頭P調(diào)節(jié)至距離電阻R的右端為其總長(zhǎng)度的1/4時(shí),讓一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q宏觀帶電粒子從兩板間的正中央以某一初速度水平飛入場(chǎng)區(qū),發(fā)現(xiàn)其恰好能夠做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

(1)試判斷該粒子的電性,求電源的電動(dòng)勢(shì);

(2)若將滑動(dòng)觸頭P調(diào)到電阻R的正中間位置時(shí),該粒子仍以同樣的狀態(tài)入射,發(fā)現(xiàn)其沿水平方向的直線從板間飛出,求該粒子進(jìn)入場(chǎng)區(qū)時(shí)的初速度;

(3)若將滑塊觸頭P調(diào)到最左邊,該粒子仍以同樣的狀態(tài)入射,發(fā)現(xiàn)其恰好從金屬板的邊緣飛出,求粒子飛出時(shí)的動(dòng)能。

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科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年度湖北省襄陽(yáng)市田家炳中學(xué)高二上學(xué)期期中考試物理卷 題型:計(jì)算題

一對(duì)平行金屬板水平放置,板間距離為d,板間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),將金屬板連入如圖所示的電路,已知電源內(nèi)阻為r,滑動(dòng)變阻器的總電阻為R,現(xiàn)將開關(guān)S閉合,并調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭P至右端長(zhǎng)度為總長(zhǎng)度的處,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電質(zhì)點(diǎn)從兩板正中央左端以某一初速度水平飛入場(chǎng)區(qū),恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng).

【小題1】求電源的電動(dòng)勢(shì);
【小題2】若將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P調(diào)到R的正中央位置,可以使原帶電質(zhì)點(diǎn)以水平直線從兩板間穿過,求該質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)的初速度v0;
【小題3】若將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P移到R的最左端,原帶電質(zhì)點(diǎn)恰好能從金屬板緣飛出,求質(zhì)點(diǎn)飛出時(shí)的動(dòng)能.

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科目:高中物理 來源:2013屆度湖北省襄陽(yáng)市高二上學(xué)期期中考試物理卷 題型:計(jì)算題

一對(duì)平行金屬板水平放置,板間距離為d,板間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),將金屬板連入如圖所示的電路,已知電源內(nèi)阻為r,滑動(dòng)變阻器的總電阻為R,現(xiàn)將開關(guān)S閉合,并調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭P至右端長(zhǎng)度為總長(zhǎng)度的處,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電質(zhì)點(diǎn)從兩板正中央左端以某一初速度水平飛入場(chǎng)區(qū),恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng).

1.求電源的電動(dòng)勢(shì);

2.若將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P調(diào)到R的正中央位置,可以使原帶電質(zhì)點(diǎn)以水平直線從兩板間穿過,求該質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)的初速度v0;

3.若將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P移到R的最左端,原帶電質(zhì)點(diǎn)恰好能從金屬板緣飛出,求質(zhì)點(diǎn)飛出時(shí)的動(dòng)能.

 

 

 

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