【題目】如圖所示裝置中,區(qū)域Ⅰ和Ⅲ中分別有豎直向上和水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度分別為EE/2,Ⅱ區(qū)域內(nèi)有垂直向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B .一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力)從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入電場(chǎng),經(jīng)水平分界線(xiàn)OP上的A點(diǎn)與OP60°角射入Ⅱ區(qū)域的磁場(chǎng),并垂直豎直邊界CD進(jìn)入Ⅲ區(qū)域的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。求:

1)粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑

2O、M間的距離

3)粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過(guò)CD邊界所經(jīng)歷的時(shí)間.

【答案】1)粒子在區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是

2OM間的距離是

3)粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過(guò)CD邊界所經(jīng)歷的時(shí)間是

【解析】試題分析:(1)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),豎直方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),由題意,粒子經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度方向與OP60°角,即可求出此時(shí)粒子的速度.粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律即可求出軌道半徑.

2)粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律求得加速度,在A點(diǎn),豎直方向的速度大小為vy=v0tan60°,由速度公式求解時(shí)間,由位移求得O、M間的距離.

3)畫(huà)出粒子在區(qū)域磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡,由幾何知識(shí)求出軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角θ,根據(jù)t=,求出在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.粒子進(jìn)入區(qū)域的勻強(qiáng)電場(chǎng)中后,先向右做勻減速運(yùn)動(dòng),后向左做勻加速運(yùn)動(dòng),第二次通過(guò)CD邊界.由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合可求得粒子在區(qū)域電場(chǎng)中運(yùn)行時(shí)間,即可求解粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過(guò)CD邊界所用時(shí)間.

解:(1)粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),設(shè)粒子過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度為v

由類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律知

粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得

所以

2)設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,加速度為a

則有qE=ma

v0tan60°=at1

O、M兩點(diǎn)間的距離為

3)設(shè)粒子在區(qū)域磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2

則由幾何關(guān)系知軌道的圓心角∠AO1D=60°,則

設(shè)粒子在區(qū)域電場(chǎng)中運(yùn)行時(shí)間為t3,則牛頓第二定律得

t3==

故粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過(guò)CD邊界所用時(shí)間為

t=t1+t2+t3==

答:

1)粒子在區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是

2OM間的距離是

3)粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過(guò)CD邊界所經(jīng)歷的時(shí)間是

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】氣缸由兩個(gè)橫截面不同的圓筒連接而成的,活塞A、B被輕質(zhì)剛性細(xì)桿連接在一起,可無(wú)摩擦移動(dòng),A、B的質(zhì)量分別為m1=24kg、m2=16kg,橫截面積分別為S1=6.0×10-2m2S2=4.0×l0-2m2,一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在兩活塞之間,活塞外側(cè)大氣壓強(qiáng)P0=1.0×l05Pa,

(1)氣缸水平放置達(dá)到平衡狀態(tài),求內(nèi)部氣體的壓強(qiáng).

(2)已知此時(shí)氣體的體積V=2.0×10-2m3,現(xiàn)保持溫度不變將氣缸豎直放置,達(dá)到平衡后,活塞在氣缸內(nèi)移動(dòng)的距離為多少?取重力加速度g=10m/s2.(活塞A還未到達(dá)氣缸連接處

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【題目】如圖所示,M、NP是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn),O為半圓弧的圓心,在O點(diǎn)存在的垂直紙面向里運(yùn)動(dòng)的勻速電子束!MOP60°,在M、N處各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)垂直穿過(guò)紙面,導(dǎo)線(xiàn)中通有大小相等的恒定電流,方向如圖所示,這時(shí)O點(diǎn)的電子受到的洛倫茲力大小為F1。若將M處長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)移至P處,則O點(diǎn)的電子受到的洛倫茲力大小為F2。那么F2F1之比為(  )

A. 1 B. 2

C. 11 D. 12

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以速度v沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng),傳送帶的右端與光滑曲面的底部平滑連接,曲面上的A點(diǎn)距離底部的高度h=0. 45m 。一小物體從A點(diǎn)靜止滑下,再滑上傳送帶,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間又返回曲面。g取10m/s2,則下列說(shuō)法正確的是

A. 若v=1m/s,則小物塊能回到A點(diǎn)

B. 若v=2m/s,則小物塊能回到A點(diǎn)

C. 若v=5m/s,則小物塊能回到A點(diǎn)

D. 無(wú)論v等于多少,小物塊都不能回到A點(diǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象所用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng),電流表G的示數(shù)不為零;移動(dòng)變阻器的觸點(diǎn),發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時(shí),電流表示數(shù)為0,則下列說(shuō)法正確的是( )

A. 光電子的最大初動(dòng)能始終為1.05eV

B. 光電管陰極的逸出功為1.05eV

C. 當(dāng)滑動(dòng)觸頭向a端滑動(dòng)時(shí),反向電壓增大電流增大

D. 改用能量為2.5eV的光子照射,移動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)c電流表G中也可能有電流

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,三個(gè)小球A、B、C的質(zhì)量分別為2m、m、m,AB、C間通過(guò)鉸鏈用輕桿連接,桿長(zhǎng)為L,B、C置于水平地面上,用一輕質(zhì)彈簧連接,彈簧處于原長(zhǎng).現(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點(diǎn),兩輕桿間夾角α由60°變?yōu)?20°,A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),彈簧在彈性限度內(nèi),忽略一切摩擦,重力加速度為g.則此下降過(guò)程中 ( )

A. A的動(dòng)能達(dá)到最大前,B受到地面的支持力大于2mg

B. A的動(dòng)能最大時(shí),B受到地面的支持力等于2mg

C. 彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí),A的加速度為零

D. 彈簧的彈性勢(shì)能最大值為(mgL

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是( )

A. 路程只有大小,位移不僅有大小還有方向,路程就是位移的大小

B. 小明沿400米環(huán)形跑道跑一圈花了1min20s,他的平均速度大小為5m/s

C. 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)具有加速度時(shí),它的速度就會(huì)發(fā)生改變

D. 豎直上拋的物體一直在做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí),推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命,促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類(lèi)文明的進(jìn)步,下列表述正確的是( )

A. 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律B. 牛頓通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬(wàn)有引力常量的數(shù)值

C. 經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀(guān)低速物體D. 由于能量是守恒的,所以不必節(jié)約能源

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)在研究小車(chē)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中,獲得一條點(diǎn)跡清楚的紙帶,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn),該同學(xué)在紙袋上選擇了A、BCD、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖所示,對(duì)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果記錄在圖中

1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用電源的頻率為______Hz;

2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以判斷小車(chē)做______直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);填“勻變速”或“非勻變速”

3)打下C點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大小為 ________m/s,AF段位移的大小為______cm;(兩個(gè)結(jié)果分別保留2位有效數(shù)字和4位有效數(shù)字)

4)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 _______m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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