Loading [MathJax]/jax/output/CommonHTML/jax.js
1.質(zhì)量為m帶電量為-q的帶電粒子0時(shí)刻由a點(diǎn)以初速度v0垂直進(jìn)入磁場(chǎng),如圖1所示.Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變方向周期性變化如圖2所示(垂直紙面向里為正方向);Ⅱ區(qū)域?yàn)閯驈?qiáng)電場(chǎng),方向向上;Ⅲ區(qū)域?yàn)閯驈?qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與Ⅰ區(qū)域相同均為B0.粒子在Ⅰ區(qū)域內(nèi)一定能完成半圓運(yùn)動(dòng)且每次經(jīng)過(guò)mn的時(shí)刻均為T02整數(shù)倍,則
(1)粒子在Ⅰ區(qū)域運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為多少?
(2)若初始位置與第四次經(jīng)過(guò)mn時(shí)的位置距離為x,求粒子進(jìn)入Ⅲ區(qū)域時(shí)速度的可能值(初始位置記為第一次經(jīng)過(guò)mn).
(3)在滿(mǎn)足(2)的條件下,求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小可能值.

分析 (1)根據(jù)洛倫茲力提供向心力,求出粒子在Ⅰ區(qū)域運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;或根據(jù)周期的大小求出軌道半徑.
(2)第一種情況,再次進(jìn)入磁場(chǎng)I區(qū)域,磁場(chǎng)方向與之前相同,第二種情況,再次進(jìn)入磁場(chǎng)I區(qū)域,磁場(chǎng)方向與之前方向相反,根據(jù)幾何關(guān)系求出軌道半徑,結(jié)合洛倫茲力提供向心力求出粒子進(jìn)入Ⅲ區(qū)域時(shí)速度的可能值.
(3)根據(jù)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅲ區(qū)域的速度,結(jié)合速度時(shí)間公式和牛頓第二定律,根據(jù)周期性,求出電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小可能值.

解答 解:(1)根據(jù)洛倫茲力提供向心力有:qv0B0=mv20r,
解得r=mv0qB0
也可以表示為T(mén)0=2πrv0
解得r=T0v02π
(2)第一種情況:
根據(jù)幾何關(guān)系得,粒子在Ⅲ區(qū)域的半徑R=x2,
根據(jù)qv2B0=mv22R得,
解得3區(qū)域速度大�。簐2=qB0x2m
第二種情況:
根據(jù)幾何關(guān)系得,粒子在Ⅲ區(qū)域半徑R=x4r2,
在Ⅲ區(qū)域速度大小v2=qB0x2m-2v0
(3)第一種情況:
Ⅲ區(qū)域速度大�。簐2=qB0x2m
在電場(chǎng)中的時(shí)間:2t=T02+nT0,
根據(jù)牛頓第二定律有:Eq=ma,
根據(jù)速度時(shí)間公式得:a=v2v0t
聯(lián)立解得:E=2qB0x4mv0qT02n+1,(n=0,1,2…)
第二種情況:
Ⅲ區(qū)域速度大小v2=qB0x2m-2v0
2t=(n+1)T0,
聯(lián)立解得E=qB0x6mv0qT0n+1,(n=0,1,2…)
答:(1)粒子在Ⅰ區(qū)域運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為mv0qB0T0v02π
(2)粒子進(jìn)入Ⅲ區(qū)域時(shí)速度的可能值為qB0x2mqB0x2m-2v0;
(3)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小可能值為E=2qB0x4mv0qT02n+1,(n=0,1,2…)或E=qB0x6mv0qT0n+1,(n=0,1,2…).

點(diǎn)評(píng) 本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),關(guān)鍵理清粒子在整個(gè)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,作出軌跡圖,運(yùn)用半徑公式和幾何關(guān)系綜合求解.

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:選擇題

11.如圖所示,某人向?qū)γ娴纳狡律纤綊伋鰞蓚€(gè)質(zhì)量不等的石塊,分別落到A、B兩處.不計(jì)空氣阻力,則落到B處的石塊( �。�
A.初速度大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)B.初速度大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間短
C.初速度小,運(yùn)動(dòng)時(shí)間短D.初速度小,運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

12.氫原子能級(jí)圖如圖甲所示,氫原子發(fā)出a、b兩種頻率的光,用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),得到a、b的干涉圖樣分別如圖乙、丙所示,若a光是由能級(jí)n=4向n=2躍遷時(shí)發(fā)出的,則下列說(shuō)法正確的有(  )
A.b光可能是從能級(jí)n=4向n=3躍遷時(shí)發(fā)出的
B.b光可能是從能級(jí)n=5向n=2躍遷時(shí)發(fā)出的
C.a光在水中的傳播速度小于b 光在水中的速度
D.若用a光以α角從玻璃射向空氣恰好發(fā)生全反射,則b光以同樣的入射角從玻璃射向空氣也能發(fā)生全反射

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

9.如圖,有一質(zhì)量為M=2kg的平板車(chē)靜止在光滑的水平地面上,現(xiàn)有質(zhì)量均為m=1kg的小物塊A和B(均可視為質(zhì)點(diǎn)),由車(chē)上P處開(kāi)始,A以初速度v1=2m/s向左運(yùn)動(dòng),B同時(shí)以v2=4m/s向右運(yùn)動(dòng),最終A、B兩物塊恰好停在小車(chē)兩端沒(méi)有脫離小車(chē),兩物塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ=0.1,取g=10m/s2,求:
(1)求小車(chē)總長(zhǎng);
(2)開(kāi)始時(shí)B離小車(chē)右端的距離;
(3)從A、B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí),經(jīng)6s小車(chē)離原位置的距離x.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.如圖所示,光滑平面上有一輛質(zhì)量為4m的小車(chē),車(chē)上左右兩端分別站著甲、乙兩人,他們的質(zhì)量都是m,開(kāi)始兩個(gè)人和車(chē)一起以速度v0向右勻速運(yùn)動(dòng).某一時(shí)刻,站在車(chē)右端的乙先以相對(duì)地面向右的速度v跳離小車(chē),然后站在車(chē)左端的甲以相對(duì)于地面向左的速度v跳離小車(chē).兩人都離開(kāi)小車(chē)后,小車(chē)的速度將是(  )
A.1.5v0B.v0
C.大于v0,小于1.5v0D.大于1.5v0

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

6.如圖所示,在直角坐標(biāo)系的第I象限分布著場(chǎng)強(qiáng)E=5×103V/m,沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),其余三個(gè)象限分布著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).現(xiàn)從電場(chǎng)中的M(0.5,0.5),點(diǎn)由靜止釋放一比荷為qm=2×104C/kg的帶正電微粒,重力不計(jì).已知粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)坐標(biāo)軸上的a、b、c點(diǎn)后再次垂直進(jìn)入電場(chǎng),其中oa=ob=oc=0.5m,求:
(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度
(2)帶電微粒第二次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)y.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

13.如圖所示,A和B是帶電荷量為Q的等量異種電荷,距離為d.一個(gè)帶電荷量為+q的電荷C在外力F的乍用下繞負(fù)電荷B做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑為4y95ae52.取無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn),電荷C運(yùn)動(dòng)軌跡上的P、Q兩點(diǎn)是與AB連線(xiàn)垂直的直徑的兩個(gè)端點(diǎn),忽略重力及運(yùn)動(dòng)電荷對(duì)電場(chǎng)的影響,則(  )
A.電荷C的運(yùn)動(dòng)軌跡上各點(diǎn)的電勢(shì)均為負(fù)值
B.電荷C順時(shí)針運(yùn)動(dòng),則從P到Q的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電勢(shì)能先增打后減小
C.電荷C運(yùn)動(dòng)一周,外力F做功為零
D.若電荷C繞A做同樣的運(yùn)動(dòng),與繞B的運(yùn)動(dòng)相比,在對(duì)應(yīng)位置需要的外力F大小相等,方向相反

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

10.如圖所示,圓心區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出),O為圓心,P為邊界上的一點(diǎn),相同的帶負(fù)電粒子a、b(不計(jì)重力)從P點(diǎn)先后射入磁場(chǎng),粒子a正對(duì)圓心射入,速度方向改變60°后離開(kāi)磁場(chǎng),粒子b射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與粒子a射入時(shí)的速度方向成60°,已知它們離開(kāi)磁場(chǎng)的位置相同,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外
B.兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為tat=13
C.兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度之比為\frac{{v}_{a}}{{v}_}=21
D.兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡長(zhǎng)度之比為sas=12

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

11.如圖所示是用來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置,用細(xì)線(xiàn)把金屬球A 懸掛于O 點(diǎn),金屬球B放在離地面一定高度的桌面邊緣靜止,A、B 兩球半徑相同,A 球的懸線(xiàn)長(zhǎng)為L(zhǎng),使懸線(xiàn)在A(yíng) 球釋放前繃緊,且懸線(xiàn)與豎直線(xiàn)的夾角為α,A 球釋放后擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)恰在水平方向與B 球發(fā)生正碰,碰撞后A 球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)把輕質(zhì)指示針C推移到與豎直線(xiàn)的夾角為β處,B球落到地面上,地面上鋪一張蓋有復(fù)寫(xiě)紙的白紙,白紙上記錄到B 球的落點(diǎn).
為了驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,已經(jīng)測(cè)得兩小球質(zhì)量分別為mA 和mB( mA>mB),擺角α和β,擺線(xiàn)的長(zhǎng)度L.此外,
(1)還需要測(cè)量的量是B球的水平位移s、桌子的高度H.
(2)根據(jù)測(cè)量的物理量,該實(shí)驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為(忽略小球的大�。�mAL1cosα=mAL1cosβ+mBsH2H

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案
鍏� 闂�