在xoy平面直角坐標(biāo)系的第Ⅰ象限有射線OA,OA與x軸正方向夾角為30°,如圖所示,OA與y軸所夾區(qū)域存在y軸負(fù)方向的勻強電場,其它區(qū)域存在垂直坐標(biāo)平面向外的勻強磁場;有一帶正電粒子質(zhì)量m,電量q,從y軸上的P點沿著x軸正方向以大小為v0的初速度射入電場,運動一段時間沿垂直于OA方向經(jīng)過Q點進入磁場,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn),過y軸正半軸上的M點再次垂直進入勻強電場。已知OP = h,不計粒子的重力。
⑴ 求粒子垂直射線OA經(jīng)過Q點的速度vQ;
⑵ 求勻強電場的電場強度E與勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的比值;
⑶ 粒子從M點垂直進入電場后,如果適當(dāng)改變電場強度,可以使粒子再次垂直O(jiān)A進入磁場,再適當(dāng)改變磁場的強弱,可以使粒子再次從y軸正方向上某點垂直進入電場;如此不斷改變電場和磁場,會使粒子每次都能從y軸正方向上某點垂直進入電場,再垂直O(jiān)A方向進入磁場……,求粒子從P點開始經(jīng)多長時間能夠運動到O點?
(1) (2) (3)
解析試題分析:⑴設(shè)垂直O(jiān)A到達Q點的速度為,將速度分解為水平方向的和豎直方向的,如圖所示,則
,(1分)
(1分)
⑵做出粒子在磁場中的運動軌跡如圖,根據(jù)幾何知識可得出原點O即為軌跡圓的圓心,OQ為軌跡圓的半徑,設(shè)為R。
在電場中的運動,由類平拋的知識可得:
,,
可求得(1分)
在磁場中的運動,由圓周運動的知識可得:
,。 (1分)
所以 (1分)
⑶設(shè)粒子第一次在磁場中做圓周運動的半徑為R1,在電場中運動的時間為t11,在磁場中運動的時間為t12,在電場、磁場中運動的總時間為t1,則有
,, (1分)
又由解得, (1分)
從而有 (1分)
由題意知,改變電場、磁場的強弱后,粒子重復(fù)前面的運動情況,又設(shè)粒子第二次在磁場中做圓周運動的半徑為R2,在電場中運動的時間為t21,在磁場中運動的時間為t22,在電場、磁場中運動的總時間為t2,類似上面的求解,有
,,
又由解得,,將此結(jié)果代入上式可得
(1分)
…………
類推可知,粒子第n次在電場、磁場中運動的總時間 (1分)
所以粒子最終運動到O點的時間為
(1分)
考點:帶電粒子在復(fù)合場中的運動
科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖所示的光控電路用發(fā)光二極管LED模仿路燈,RG為光敏電阻.“”是具有特殊功能的非門當(dāng)加在它的輸入端 A的電壓逐漸上升到某個值時,輸出端Y會突然從高電平跳到低電平,而當(dāng)輸入端A的電壓下降到另一個值時,Y會從低電平跳到高電平.在天暗時路燈(發(fā)光二極管)會點亮,下列說法中正確的是 ( )
A.天暗時Y處于高電平 |
B.天暗時Y處于低電平 |
C.當(dāng)R1調(diào)大時A端的電壓降低,燈(發(fā)光二極管)點亮 |
D.當(dāng)R1調(diào)大時A端的電壓降低,燈(發(fā)光二極管)熄滅 |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖所示,空間有磁感應(yīng)強度為B,方向豎直向上的勻強磁場,一束電子流以初速v從水平方向射入,為了使電子流經(jīng)過磁場時不偏轉(zhuǎn)(不計重力),則在磁場區(qū)域內(nèi)必須同時存在一個勻強電場,這個電場的場強大小與方向應(yīng)是( )
A.B/v,方向豎直向上 |
B.B/v,方向水平向左 |
C.Bv,垂直紙面向里 |
D.Bv,垂直紙面向外 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(22分)某放置在真空中的裝置如圖甲所示,水平放置的平行金屬板A、B中間開有小孔,小孔的連線與豎直放置的平行金屬板C、D的中心線重合。在C、D的下方有如圖所示的、范圍足夠大的勻強磁場,磁場的理想上邊界與金屬板C、D下端重合,其磁感應(yīng)強度隨時間變化的圖象如圖乙所示,圖乙中的為已知,但其變化周期未知。已知金屬板A、B之間的電勢差為,金屬板C、D的長度均為L,間距為。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子P(初速度不計、重力不計)進入A、B兩板之間被加速后,再進入C、D兩板之間被偏轉(zhuǎn),恰能從D極下邊緣射出。忽略偏轉(zhuǎn)電場的邊界效應(yīng)。
(1)求金屬板C、D之間的電勢差UCD。
(2)求粒子離開偏轉(zhuǎn)電場時速度的大小和方向。
(3)規(guī)定垂直紙面向里的磁場方向為正方向,在圖乙中t=0時刻該粒子進入磁場,并在時刻粒子的速度方向恰好水平,求磁場的變化周期T0和該粒子從射入磁場到離開磁場的總時間t總。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)如圖所示,直線MN上方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的粒子1在紙面內(nèi)以速度從O點射入磁場,其方向與MN的夾角α=30°;質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子2在紙面內(nèi)以速度也從O點射入磁場,其方向與MN的夾角β=60°角。已知粒子1、2同時到達磁場邊界的A、B兩點(圖中未畫出),不計粒子的重力及粒子間的相互作用。
(1)求兩粒子在磁場邊界上的穿出點A、B之間的距離d;
(2)求兩粒子進入磁場的時間間隔;
(3)若MN下方有平行于紙面的勻強電場,且兩粒子在電場中相遇,其中的粒子1做直線運動。求電場強度E的大小和方向。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分)如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中,x軸上N點到O點的距離是12cm,虛線NP與x軸負(fù)向的夾角是30°.第Ⅰ象限內(nèi)NP的上方有勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=1T,第IV象限有勻強電場,方向沿y軸正向.一質(zhì)量m=8×10-10kg.電荷量q=1×10-4C帶正電粒子,從電場中M(12,-8)點由靜止釋放,經(jīng)電場加速后從N點進入磁場,又從y軸上P點穿出磁場.不計粒子重力,取=3
求:
(1)粒子在磁場中運動的速度v;
(2)粒子在磁場中運動的時間t;
(3)勻強電場的電場強度E.
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
下列敘述中屬于擴散現(xiàn)象的是
A.汽車開過后,公路上塵土飛揚 |
B.福島放射性物質(zhì)碘131和銫137從空中飄到了美國 |
C.醬油里的色素滲透到了雞蛋清內(nèi) |
D.2013年河北滄縣紅色地下水苯胺超標(biāo)70余倍 |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
氣體發(fā)生的熱現(xiàn)象,下列說法中正確的是
A.熱只能從高溫氣體傳給低溫氣體而不能從低溫氣體傳給高溫氣體 |
B.在壓縮氣體的過程中,由于外力做功,因而氣體分子勢能增大 |
C.壓縮氣體要用力,是因為氣體分子之間存在斥力的緣故 |
D.氣體的體積一定大于所有氣體分子體積之和 |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
(5分)下列各種說法中正確的是(填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分,選對2個得 4分,選對3個得5分;每選錯1個扣3分,最低得分為0分)
A.溫度低的物體內(nèi)能小 |
B.分子運動的平均速度可能為零,瞬時速度不可能為零 |
C.液體與大氣相接觸,表面層內(nèi)分子所受其它分子的作用表現(xiàn)為相互吸引 |
D.0 ℃的鐵和 0 ℃的冰,它們的分子平均動能相同 |
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