【題目】如圖所示,直角坐標(biāo)系xoy位于豎直平面內(nèi),在m≤x≤0的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B = 40×10-4T、方向垂直于紙面向里的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng),其左邊界與x軸交于P點(diǎn);在x0的區(qū)域內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度大小E = 4N/C、方向沿y軸正方向的有界勻強(qiáng)電場(chǎng),其寬度d = 2m。一質(zhì)量m = 64×10-27kg、電荷量q =-32×1019C的帶電粒子從P點(diǎn)以速度v = 4×104m/s,沿與x軸正方向成α=60°角射入磁場(chǎng),經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)最終通過(guò)x軸上的Q點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),不計(jì)粒子重力。求:

帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑和時(shí)間;

當(dāng)電場(chǎng)左邊界與y軸重合時(shí)Q點(diǎn)的橫坐標(biāo);

若只改變上述電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,要求帶電粒子仍能通過(guò)Q點(diǎn),討論此電場(chǎng)左邊界的橫坐

標(biāo)x′與電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E′的函數(shù)關(guān)系。

【答案】(1)5.23×105s。(2)x=5m。(3)當(dāng)0<x′<3m時(shí),當(dāng)3m≤x'<5m時(shí),

【解析】

試題帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律 有

代入數(shù)據(jù)得:

軌跡如圖1y軸于C點(diǎn),過(guò)P點(diǎn)作v的垂線交y軸于O1點(diǎn),

由幾何關(guān)系得O1為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心,且圓心角為60°。

在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間

代入數(shù)據(jù)得:t=5.23×10-5s

帶電粒子離開(kāi)磁場(chǎng)垂直進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)

方法 一:粒子在電場(chǎng)中加速度

運(yùn)動(dòng)時(shí)間

沿y方向分速度

沿y方向位移

粒子出電場(chǎng)后又經(jīng)時(shí)間t2達(dá)x軸上Q點(diǎn)

Q點(diǎn)的坐標(biāo)為

方法二:設(shè)帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度偏向角為θ,如圖1

設(shè)Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x

則:,故x=5m。

電場(chǎng)左邊界的橫坐標(biāo)為x′。

當(dāng)0x′3m時(shí),如圖2,

設(shè)粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度偏向角為θ′,則:

又:

由上兩式得:

當(dāng)3m≤≤5m時(shí),如圖3,

y=1m及各數(shù)據(jù)代入上式得:

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:

【題目】如圖所示,甲圖是某人站在力傳感器上做下蹲-起跳動(dòng)作的示意圖,甲圖中的“●”表示人的重心,乙圖是根據(jù)力傳感器畫出的壓力F隨時(shí)間t變化的圖線。乙圖中a、df、g各點(diǎn)數(shù)據(jù)分別與甲圖中人的a、df、g狀態(tài)相對(duì)應(yīng),其余點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)沒(méi)有在甲圖中畫出。乙圖中a、c、ei點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)均為610N。請(qǐng)根據(jù)這兩個(gè)圖所給出的信息,判斷下列說(shuō)法中正確的是

A. 乙圖中b點(diǎn)時(shí)刻,人處于超重狀態(tài)

B. 乙圖中d點(diǎn)時(shí)刻,人處于失重狀態(tài)

C. 乙圖中g點(diǎn)時(shí)刻,人處于失重狀態(tài)

D. 乙圖中i點(diǎn)時(shí)刻,人的速度為零

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,某飛行器先在近月圓形軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),到達(dá)軌道A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道,后沿軌道做橢圓運(yùn)動(dòng),到達(dá)軌道的遠(yuǎn)月點(diǎn)B時(shí)再次點(diǎn)火變軌,進(jìn)入距月球表面高度為4R的圓形軌道繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),R為月球半徑,則上述變軌過(guò)程中

A. 飛行器沿軌道運(yùn)動(dòng)的速率最大

B. 飛行器沿軌道運(yùn)動(dòng)的速率最小

C. 飛行器沿軌道運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能最大

D. 根據(jù)a=可知,飛行器沿軌道過(guò)A點(diǎn)的加速度大于沿軌道I過(guò)A點(diǎn)的加速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】嫦娥一號(hào)探月衛(wèi)星在空中運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化示意圖如圖所示.衛(wèi)星由地面發(fā)射后,經(jīng)過(guò)發(fā)射軌道進(jìn)入停泊軌道,在停泊軌道經(jīng)過(guò)調(diào)速后進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,再次調(diào)速后進(jìn)入工作軌道.已知衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運(yùn)行半徑分別為RR1,地球半徑為r,月球半徑為r1,地球表面重力加速度為g,月球表面重力加速度為.求:

(1)衛(wèi)星在停泊軌道上運(yùn)行的線速度;

(2)衛(wèi)星在工作軌道上運(yùn)行的周期.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,邊長(zhǎng)為L的正方形虛線框內(nèi)充滿著垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),虛線AC及其上方的框內(nèi)磁場(chǎng)方向向里,虛線AC下方的框內(nèi)磁場(chǎng)方向向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,F(xiàn)有兩個(gè)比荷相同的帶電粒子a、b,分別以v1、v2的速度沿圖示方向垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng),并分別從B、C兩點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),設(shè)a、b兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1、t2。則下列說(shuō)法中正確的是

A. 粒子a一定帶正電,粒子b一定帶負(fù)電

B. v1︰v2可能等于1︰2

C. v1︰v2一定等于1︰1

D. t1:t2可能等于3︰2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為某校同學(xué)設(shè)計(jì)的導(dǎo)熱汽缸溫度計(jì),將水平放置的汽缸沿水平方向把缸內(nèi)體積均分為20等份,并在C、D兩處設(shè)有限位裝置,使活塞只能在C、D之間移動(dòng)。汽缸內(nèi)壁光滑,限位裝置和活塞的厚度不計(jì),活寒左側(cè)汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,活塞處在圖示位置時(shí),環(huán)境溫度為330K。

(1)求活塞移動(dòng)到刻度線16時(shí),缸內(nèi)氣體的溫度;

(2)求此溫度計(jì)可測(cè)量的溫度范圍,并填寫下列表格中各刻度線對(duì)應(yīng)的溫度值。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在赤道平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的三顆衛(wèi)星m1、m2m3,它們的軌道半徑分別為r1、r2、r3,且r1r2r3,其中m2為同步衛(wèi)星,若三顆衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的向心力大小相等,則(  )

A. 相同的時(shí)間內(nèi),m1通過(guò)的路程最大

B. 三顆衛(wèi)星中,m3的質(zhì)量最大

C. 三顆衛(wèi)星中,m3的速度最大

D. m1繞地球運(yùn)動(dòng)的周期小于24小時(shí)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一長(zhǎng)為R的輕繩,一端穿在過(guò)O點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)軸上,另一端固定一質(zhì)量未知的小球,整個(gè)裝置繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí),繩對(duì)小球的拉力F與其速度平方v2的關(guān)系如圖乙所示,圖線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為a,下列判斷正確的是( )

A. 利用該裝置可以得出重力加速度,且

B. 繩長(zhǎng)不變,用質(zhì)量較大的球做實(shí)驗(yàn),得到的圖線斜率更大

C. 繩長(zhǎng)不變,用質(zhì)量較小的球做實(shí)驗(yàn),得到的圖線斜率更大

D. 繩長(zhǎng)不變,用質(zhì)量較小的球做實(shí)驗(yàn),圖線a點(diǎn)的位置不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】太陽(yáng)系中某行星A運(yùn)行的軌道半徑為R,周期為T,但科學(xué)家在觀測(cè)中發(fā)現(xiàn),其實(shí)際運(yùn)行的軌道與圓軌道存在一些偏離,且每隔時(shí)間t發(fā)生一次最大的偏離,天文學(xué)家認(rèn)為形成這種現(xiàn)象的可能原因是A外側(cè)還存在著一顆未知行星B,它對(duì)A的萬(wàn)有引力引起A行星軌道的偏離,假設(shè)其運(yùn)行軌道與A在同一平面內(nèi),且與A的繞行方向相同,由此可推測(cè)未知行星B繞太陽(yáng)運(yùn)行的圓軌道半徑為( )

A.

B.

C.

D.

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