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【題目】如圖所示,在直角坐標系xOy內有一半徑為R的圓,圓的圓心在坐標原點O處,圓內有沿y軸正方向的勻強電場,電場強度大小為E,圓外有垂直于坐標平面向外的勻強磁場,F(xiàn)從坐標原點O處由靜止釋放一個質量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,粒子經電場加速后進入磁場,并從圓與x軸的交點P處垂直電場線再次進入電場,不計粒子的重力。求:

(1)勻強磁場的磁感應強度大小;

(2)粒子從O點由靜止釋放到再次到達y軸運動的時間;

(3)若讓粒子從坐標為(,0)的位置由靜止釋放,則粒子經電場加速再經磁場偏轉第一次經過x軸的位置離坐標原點的距離。

【答案】(1)(2);(3)

【解析】

(1)設粒子進入磁場時的速度大小為,粒子在電場中加速過程,根據動能定理有

解得

粒子進入磁場后做勻速圓周運動,由題意結合幾何關系可知,粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑,設磁場的磁感應強度大小為B,根據牛頓第二定律有

解得

(2)設粒子第一次在電場中運動的時間為,則有

解得

粒子在磁場中運動的時間

粒子從P點進入電場后做類平拋運動,設粒子到達軸時還在電場中,則有

,

解得

假設成立,因此

粒子從O點由靜止釋放到再次到達軸運動的時間為

(3)粒子從坐標為的位置由靜止釋放,在電場中加速的距離為

設粒子進入磁場時的速度為,根據動能定理有

解得

設粒子在磁場中做圓周運動的半徑為,由牛頓第二定律得

解得

粒子在磁場中運動的軌跡如圖所示

由幾何關系可知,粒子在磁場中偏轉第一次經過軸的位置點離坐標原點的距離

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】讀下表:

0

T/4

T/2

3T/4

T

正向最大

負向最大

負向最大

正向最大

正向最大

負向最大

正向最大

負向最大

正向最大

負向最大

如果表中給出的是做簡諧運動的物體的位移x或速度與時刻的對應關系,T是振動周期,則下列選項中正確的是(

A.若甲表示位移x,則丙表示相應的速度v

B.若乙表示位移x,則甲表示相應的速度v

C.若丙表示位移x,則甲表示相應的速度v

D.若丁表示位移x,則乙表示相應的速度v

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列四幅圖涉及到不同的物理知識,其中說法正確的是( 。

A. 圖甲:盧瑟福通過分析粒子散射實驗結果,發(fā)現(xiàn)了質子和中子

B. 圖乙:用中子轟擊鈾核使其發(fā)生聚變,鏈式反應會釋放出巨大的核能

C. 圖丙:玻爾理論指出氫原子能級是分立的,所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的

D. 圖。簻穼O通過電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核內還有復雜結構

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲是一個單擺振動的情形,O是它的平衡位置,BC是擺球所能到達的最遠位置,設擺球向右運動為正方向,圖乙是這個單擺的振動圖象,同此可知( 。

A.單擺振動的頻率1.25Hz

B.t=0時擺球位于B

C.t=0.2s時擺球位于平衡位置O,加速度為零

D.若當地的重力加速度g2,則這個單擺的擺長是0.16m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑分別為2dd的光滑半圓形圓弧導軌放在豎直面內,兩圓弧圓心均在O點,導軌右端接有阻值為R的電阻。一質量為m、電阻為R、長為d的金屬棒AB搭在導軌的左端且處于水平狀態(tài),金屬棒AB通過絕緣輕桿連在O點的固定轉軸上,兩導軌間充滿垂直于導軌平面向里、磁感應強度大小為B的勻強磁場。將金屬棒由靜止釋放,金屬棒繞O點轉動,不計轉軸處摩擦,不計導軌電阻,金屬棒轉動過程中始終與導軌接觸良好,當金屬棒AB第一次轉到豎直位置時,金屬棒轉動的角速度為ω,則下列說法正確的是( 。

A.金屬棒第一次轉到豎直位置時,金屬棒AB兩端的電壓為

B.金屬棒第一次轉到豎直位置時,金屬棒受到的安培力大小為

C.從靜止開始到金屬棒第一次轉到豎直位置的過程中,通過電阻R的電量為

D.從靜止開始到金屬棒第一次轉到豎直位置的過程中,金屬棒減少的重力勢能等于回路中產生的焦耳熱

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,頂部有凹槽的物體P靜止于固定斜面上,將物體Q輕放入凹槽”,P仍然靜止。則放入Q后與放入Q前比較

A. P對斜面的壓力變大B. P與斜面間的摩擦力變小

C. P對斜面的作用力不變D. P所受的合外力增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,某同學用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針PlP2確定入射光線,并讓入射光線過圓心O,在玻璃磚(圖中實線部分)另一側垂直紙面插大頭針P3,使P3擋住P1P2的像,連接OP3。圖中MN為分界面,虛線半圓與玻璃磚對稱,B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點,AB、CD均垂直于法線并分別交法線于AD點。

1)設AB的長度為aAO的長度為b,CD的長度為m,DO的長度為n,為較方便地表示出玻璃磚的折射率,需用刻度尺測量______,則玻璃磚的折射率可表示為__。

2)該同學在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O為圓心順時針轉過一小角度,由此測得玻璃磚的折射率將__(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個有活塞的密閉容器內盛有飽和水汽與少量的水,則可能發(fā)生的現(xiàn)象是

A.溫度保持不變,慢慢地推進活塞,由可知容器內飽和汽壓強會增大

B.溫度保持不變,慢慢地推進活塞,容器內飽和汽壓強不變

C.溫度保持不變,慢慢地推進活塞,容器內飽和水汽分子數不變少

D.不移動活塞而將容器放在沸水中,容器內飽和汽壓強不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,封閉有一定質量氣體的氣缸開口向下豎直固定放置,活塞的橫截面積為,質量為,活塞通過輕繩連接了一個質量為的重物。若開始時氣缸內氣體的溫度為,輕繩剛好伸直且對活塞無拉力作用,外界大氣壓強為,一切摩擦均不計。

(1)求重物剛離地時氣缸內氣體的壓強;

(2)若緩慢降低氣缸內氣體的溫度,最終使得氣缸內氣體的體積減半,則最終氣體的溫度為多少?

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