分析 (1)可知裝置B為速度選擇器模型,在裝置B中做勻速直線運(yùn)動(dòng)的條件為電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡,再結(jié)合勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差之間的關(guān)系式即可求出速度v;
(2)帶電粒子在有界磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力與幾何關(guān)系聯(lián)立即可求出比荷.
解答 解:(1)設(shè)粒子電量為q,B裝置兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E,B裝置為速度選擇器,粒子在B裝置中做勻速直線運(yùn)動(dòng)
有:qv0B1=Eq ①
根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差之間的關(guān)系式可得:E=$\frac{U}pfvp7vl$ ②
①②式聯(lián)立可得v0=$\frac{U}{{B}_{1}d}$ ③
(2)畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡過(guò)程圖,如圖所示,設(shè)粒子從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為O′,半徑為r,所轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為2θ,
根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知粒子沿半徑方向入射一定沿半徑方向出射,延長(zhǎng)MC正好過(guò)圓心O.
根據(jù)洛倫茲力提供向心力:qv0B2=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{r}$
可得:r=$\frac{{mv}_{0}}{q{B}_{2}}$ ④
根據(jù)幾何關(guān)系可知:∠MOQ=∠CO′D=2θ,∠DO′O=θ
在△MOQ中有:tan2θ=$\frac{Y}{L}$ ⑤
在△O′DO中有:tanθ=$\frac{R}{r}$ ⑥
根據(jù)題中所給數(shù)學(xué)公式可得:tan2θ=$\frac{2tanθ}{1-ta{n}^{2}θ}$ ⑦
聯(lián)立③④⑤⑥⑦式可得:$\frac{q}{m}$=$\frac{(\sqrt{{L}^{2}+{Y}^{2}}-L)U}{RY{B}_{1}{B}_{2}d}$
答:(1)帶電粒子從裝置B中飛出時(shí)的速度v0為$\frac{U}{{B}_{1}d}$;
(2)帶電粒子的比荷為$\frac{(\sqrt{{L}^{2}+{Y}^{2}}-L)U}{RY{B}_{1}{B}_{2}d}$.
點(diǎn)評(píng) 本題考查速度選擇器模型和帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)以及數(shù)學(xué)中關(guān)于圓的平面幾何知識(shí);第二問(wèn)解決問(wèn)題的關(guān)鍵是要準(zhǔn)確畫(huà)出粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡,確定軌跡圓心,找到半徑R滿足的幾何關(guān)系,再與牛頓第二定律(洛倫茲力提供向心力)結(jié)合.
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 由于小汽車(chē)司機(jī)剎車(chē)太晚,兩車(chē)一定會(huì)追尾 | |
B. | 在t=8 s時(shí)兩車(chē)相距10 m | |
C. | 小汽車(chē)剎車(chē)時(shí)的加速度大小為5 m/s2 | |
D. | 小汽車(chē)只踩下離合器時(shí)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1 m/s2 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | x′1+x1=x2+x′2 | B. | x′1+x1<x2+x′2 | C. | x′1+x′2<x1+x2 | D. | x1′+x2′=x1+x2 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | $\frac{{m}_{0}+m}{m}$mg | B. | $\frac{{m}_{0}+m}{m}$F0 | C. | $\frac{{m}_{0}+m}{{m}_{0}}$mg | D. | $\frac{{m}_{0}+m}{{m}_{0}}$F0 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 地球的質(zhì)量為$\frac{4{π}^{2}{R}^{4}}{G{T}^{2}}$ | |
B. | 同步衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為$\root{3}{K\frac{{R}^{2}{T}^{2}}{4{π}^{2}}}$ | |
C. | 同步衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小為$\frac{2πR}{T}$ | |
D. | 同步衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為$\frac{2πm}{T}$$\root{3}{\frac{2πg(shù){R}^{2}}{T}}$ |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 物體速度變化越大,則加速度越大 | |
B. | 物體動(dòng)量發(fā)生變化,則物體的動(dòng)能一定變化 | |
C. | 合外力對(duì)系統(tǒng)做功為零,則系統(tǒng)的動(dòng)量一定守恒 | |
D. | 系統(tǒng)所受合外力為零,則系統(tǒng)的動(dòng)量一定守恒 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | R2改變一定量時(shí),V1表讀數(shù)的變化量與A表讀數(shù)的變化量之比的絕對(duì)值為R1=5Ω | |
B. | R2改變一定量時(shí),V2表讀數(shù)的變化量與A表讀數(shù)的變化量之比的絕對(duì)值等于R1+r=10Ω,且電源內(nèi)阻r=5Ω | |
C. | 電源的最大功率為3.6W | |
D. | 滑動(dòng)變阻器R2消耗的電功率最大時(shí)電源的路端電壓為2V |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 甲、乙兩船到達(dá)對(duì)岸的時(shí)間相同 | B. | V=2v0 | ||
C. | 兩船可能在未能到達(dá)對(duì)岸前相遇 | D. | 甲船也在A點(diǎn)靠岸 |
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 涉歷史虛無(wú)主義有害信息舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專(zhuān)區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com