【題目】如圖所示,真空中的矩形abcd區(qū)域內(nèi)存在豎直向下的勻強電場,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)同時存在垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,圓形邊界分別相切于ad、bc邊的中點e、f.一帶電粒子以初速度v0沿著ef方向射入該區(qū)域后能做直線運動;當(dāng)撤去磁場并保留電場,粒子以相同的初速度沿著ef方向射入恰能從c點飛離該區(qū)域.已知ad=bc=R,忽略粒子的重力.求:

(1)帶電粒子的比荷;

(2)若撤去電場保留磁場,粒子離開矩形區(qū)域時的位置.

【答案】(1) (2)粒子從ab邊射出,距b點

【解析】(1)設(shè)勻強電場強度為E,當(dāng)電場和磁場同時存在時,粒子沿ef方向做直線運動,

有qv0B=qE

當(dāng)撤去磁場,保留電場時,帶電粒子做類平拋運動,水平方向做勻速直線運動,豎直方向做初速度為零的勻加速直線運動,由題知,粒子恰能從c點飛出,則

2R=v0t,R=at2,qE=ma

聯(lián)解得:

(2)

若撤去電場保留磁場,粒子將在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動,軌跡如圖所示.設(shè)粒子離開矩形區(qū)域時的位置g離b的距離為x,則由牛頓第二定律;qv0B=

得r=R,由圖中幾何關(guān)系θ=60°

故粒子離開矩形區(qū)域時到b的距離為x=R-

故粒子將從ab邊射出,距b點.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一閉合的小金屬環(huán)用一根絕緣細桿掛在固定點O處,使金屬環(huán)在豎直線OO'的兩側(cè)來回擺動的過程中穿過水平方向的勻強磁場區(qū)域,磁感線的方向和水平面垂直.若懸點摩擦和空氣阻力不計,且擺動過程中金屬環(huán)不翻轉(zhuǎn),則(  )

A. 金屬環(huán)每次進入和離開磁場區(qū)域都有感應(yīng)電流,而且感應(yīng)電流的方向相反

B. 金屬環(huán)進入磁場區(qū)域后越靠近OO′線時速度越大,而且產(chǎn)生的應(yīng)電流越大

C. 金屬環(huán)開始擺動后,擺角會越來越小,擺角小到某一值后不再減小

D. 金屬環(huán)在擺動過程中,機械能將全部轉(zhuǎn)化為金屬環(huán)中的電能

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【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi)y軸與MN邊界之間有沿x軸負(fù)方向的勻強電場,y軸左側(cè)和MN邊界右側(cè)的空間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小相等的勻強磁場,MN邊界與y軸平行且間距保持不變.一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子以速度v0從坐標(biāo)原點O沿x軸負(fù)方向射入磁場,每次經(jīng)過磁場的時間均為t0,粒子重力不計.

(1)求磁感應(yīng)強度的大小B;

(2)若t=5t0時粒子回到原點O,求電場區(qū)域的寬度d和此時的電場強度E0;

(3)若帶電粒子能夠回到原點O,則電場強度E應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】明代出版的《天工開物》一書中就有牛力齒輪翻車的圖畫(如圖),記錄了我們祖先的勞動智慧.若A、B、C三齒輪半徑的大小關(guān)系如圖,則( 。

A. 齒輪A的角速度比C的大

B. 齒輪A與B角速度大小相等

C. 齒輪B與C邊緣的線速度大小相等

D. 齒輪A邊緣的線速度比C邊緣的大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】發(fā)射地球同步衛(wèi)星時,先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點火,使其沿橢圓軌道2運行,最后再次點火,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于P點,軌道2、3相切于Q點如圖所示,則當(dāng)衛(wèi)星分別在12、3軌道上正常運行時,下列說法中正確的是( 。

A. 衛(wèi)星在軌道3上的速率小于在軌道1上的速率

B. 衛(wèi)星在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度

C. 衛(wèi)星在軌道1具有的機械能小于它在軌道2具有的機械能

D. 衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過Q點時的加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)為探究合力做功與物體動能改變的關(guān)系設(shè)計了如下實驗,他的操作步驟:

(1)按圖擺好實驗裝置,其中小車質(zhì)量M0.20 kg,鉤碼總質(zhì)量m0.05 kg.

(2)釋放小車,然后接通打點計時器的電源(電源頻率為f50 Hz),打出一條紙帶.

(3)他在多次重復(fù)實驗得到的紙帶中取出自認(rèn)為滿意的一條,如圖所示.

把打下的第一點記作0,然后依次取若干個計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出,用厘米刻度尺測得各計數(shù)點到0點距離分別為d10.041m,d20.055m,d30.167m,d40.256m,d50.360md60.480m…,他把鉤碼重力(當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g10 m/s2)作為小車所受合力,算出打下0點到打下第5點合力做功W________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),用正確的公式Ek________(用相關(guān)數(shù)據(jù)前字母列式)把打下第5點時小車的動能作為小車動能的改變量,算得Ek0.125 J.

(4)此次實驗探究的結(jié)果,他沒能得到合力對物體做的功等于物體動能的增量,且誤差很大.通過反思,他認(rèn)為產(chǎn)生誤差的原因如下,其中正確的是________(雙項選擇題)

A.鉤碼質(zhì)量太大,使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多

B.沒有平衡摩擦力,使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多

C.釋放小車和接通電源的次序有誤,使得動能增量的測量值比真實值偏小

D.沒有使用最小刻度為毫米的刻度尺測距離也是產(chǎn)生此誤差的重要原因

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于曲線運動,下列說法中正確的是

A. 勻速圓周運動是變速運動

B. 曲線運動不一定是變速運動

C. 物體受到變力作用時就做曲線運動

D. 曲線運動的物體受到的合外力可以為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(多選)如圖所示,長為L的粗糙長木板水平放置,在木板的A端放置一個質(zhì)量為m的小物塊.現(xiàn)緩慢地抬高A端,使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動,當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為α?xí)r小物塊開始滑動,此時停止轉(zhuǎn)動木板,小物塊滑到底端的速度為v,重力加速度為g.下列判斷正確的是( )

A.整個過程物塊所受的支持力垂直于木板,所以不做功

B.物塊所受支持力做功為mgLsin α

C.發(fā)生滑動前靜摩擦力逐漸增大

D.整個過程木板對物塊做的功等于物塊機械能的增量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于加速度的概念,下列敘述中正確的是(  )

A. 加速度就是增加的速度

B. 加速度反映了速度變化的大小

C. 加速度反映了速度變化的快慢

D. 物體加速度為零,則速度一定為零

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