【題目】在如圖所示的直角坐標(biāo)系xoy中,矩形區(qū)域oabc內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=5.0×10﹣2T;第一象限內(nèi)有沿﹣y方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=1.0×105N/C.已知矩形區(qū)域oa邊長(zhǎng)為0.60m,ab邊長(zhǎng)為0.20m.在bc邊中點(diǎn)N處有一放射源,某時(shí)刻,放射源沿紙面向磁場(chǎng)中各方向均勻地輻射出速率均為υ=2.0×106m/s的某種帶正電粒子,帶電粒子質(zhì)量m=1.6×10﹣27kg,電荷量為q=+3.2×10﹣19kg,不計(jì)粒子重力,求:(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑;

(2)從x軸上射出的粒子中,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短路程為多少?

(3)放射源沿﹣x方向射出的粒子,從射出到從y軸離開(kāi)所用的時(shí)間.

【答案】(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為0.2m;

(2)從x軸上射出的粒子中,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短路程為0.21m;

(3)放射源沿﹣x方向射出的粒子,從射出到從y軸離開(kāi)所用的時(shí)間為4.6×10﹣7s;

【解析】

試題(1)由題意得出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡;由洛侖茲力充當(dāng)向心力可求得半徑;

(2)由數(shù)學(xué)知識(shí)可明確粒子的最短路程;

(3)由幾何關(guān)系確定磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)圓心角,再直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,則可求得總時(shí)間.

解:(1)粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖,由牛頓第二定律可得:

qvB=m

解得:R=0.20m;

(2)由數(shù)學(xué)知識(shí)可知,最短弦對(duì)應(yīng)最短的弧長(zhǎng);

由圖可知,α=60°;

最短的弧長(zhǎng)即最短路程s=Rα=m=0.21m;

(3)粒子在磁場(chǎng)中的周期T===6.28×10﹣7s;

粒子在磁場(chǎng)中沿NP運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=

粒子在電場(chǎng)中的加速度為:a=

v=at

解得:t=1.0×10﹣7s

則可解得粒子在電場(chǎng)中往返運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2+t3=2t=2.0×10﹣7s

由圖可知cosθ=0.5;

故θ=60°;

粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的第二部分時(shí)間t4=T=;

粒子運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t=t1+t2+t3+t4=++2.0×10﹣7s=4.6×10﹣7s;

答:(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為0.2m;

(2)從x軸上射出的粒子中,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短路程為0.21m;

(3)放射源沿﹣x方向射出的粒子,從射出到從y軸離開(kāi)所用的時(shí)間為4.6×10﹣7s;

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】某同學(xué)為了測(cè)量05V電壓表的內(nèi)阻,他從實(shí)驗(yàn)室拿來(lái)多用電表、3節(jié)干電池、最大阻值為100Ω的滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線。

(1)該同學(xué)在先用多用電表粗測(cè)電壓表內(nèi)阻時(shí),把選擇開(kāi)關(guān)旋到歐姆“×1k”擋,正確調(diào)零后,將_______(選填“紅”或“黑”)表筆接電壓表的“+5V"接線柱,另一只表筆接“-”接線柱。多用電表的指針位置如圖甲中的A所示,則電壓表的內(nèi)阻為_______Ω.

(2)再用伏安法測(cè)量其內(nèi)阻,把多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋到直流電流的_______(填“100”“10”或“1”)mA擋,并把各儀器按圖乙接好電路.

(3)實(shí)驗(yàn)中當(dāng)電壓表的示數(shù)為4.0V時(shí),多用電表的指針位置如圖甲中的B所示,則示數(shù)為_______mA,則電壓表的內(nèi)阻Rv=_______Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖為英國(guó)物理學(xué)家查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實(shí)驗(yàn)示意圖,利用釙()衰變放出的α粒子轟擊鈹()時(shí)產(chǎn)生了未知射線。查德威克曾用這種射線分別轟擊氫原子()和氮原子(),結(jié)果打出了一些氫核和氮核。他測(cè)量了被打出的氫核和氮核的速度,并認(rèn)為速度最大昀氫核和氮核是由未知射線中的粒子分別與它們發(fā)生彈性正碰的結(jié)果,設(shè)氫核的最大速度為VH,氮核的最大速度為VN,氫核和氮核在未被打出前可認(rèn)為是靜止的。查德威克運(yùn)用能量和動(dòng)量的知識(shí)推算了這種未知粒子的質(zhì)量。設(shè)氫原子的質(zhì)量為m,以下說(shuō)法正確的是

A. 釙的衰變方程為

B. 圖中粒子A是中子

C. 未知粒子的質(zhì)量為m

D. 未知粒子的質(zhì)量為m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點(diǎn)處有一正點(diǎn)電荷,帶正電的小物體以初速度V1M點(diǎn)沿斜面上滑,到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度為零,然后下滑回到M點(diǎn),此時(shí)速度為V2(V2<V1).若小物體電荷量保持不變,OM=ON,則有

A. NM的過(guò)程中,小物體的電勢(shì)能逐漸減小

B. MN的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)小物體先做負(fù)功后做正功

C. NM的過(guò)程中,小物體受到的摩擦力和電場(chǎng)力均是先減小后增大

D. 小物體上升的最大高度為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:

a.安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng),重復(fù)幾次

b.選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)Ot0),然后每隔四個(gè)點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖2ABC、DE、F所示;通過(guò)測(cè)量、計(jì)算可以得到在打A、B、CD、E五點(diǎn)時(shí)小車的速度,以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),作出速度一時(shí)間圖象如圖3所示。

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)你完成下列任務(wù):

1)在下列儀器和器材中,本實(shí)驗(yàn)中使用的有__________(填選項(xiàng)前的字母)。

A.電壓合適的50Hz交流電源

B.電壓可調(diào)的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(含砝碼)

2)根據(jù)速度一時(shí)間圖象可知,計(jì)數(shù)點(diǎn)O對(duì)應(yīng)的小車速度為_____m/s,小車運(yùn)動(dòng)的加速度為_____m/s2

3)紙帶中只標(biāo)出了O、A兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離為1.60cm,計(jì)算可得A、B兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離為_____cm(保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】三維彈球(DPmb1DWindow里面附帶的一款使用鍵盤操作的電腦游戲,小明同學(xué)受此啟發(fā),在學(xué)校組織的趣味班會(huì)上,為大家提供了一個(gè)類似的彈珠游戲。如圖所示,將一質(zhì)量為0.1kg的小彈珠(可視為質(zhì)點(diǎn))放在O點(diǎn),用彈簧裝置將其彈出,使其沿著光滑的半圓形軌道OAAB運(yùn)動(dòng),BC段為一段長(zhǎng)為L5m的粗糙水平面,與一傾角為45°的斜面CD相連,圓弧OAAB的半徑分別為r0.49mR0.98m,滑塊與BC段的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ0.4C點(diǎn)離地的高度為H3.2m,g10m/s2,求

(1)要使小彈珠恰好不脫離圓弧軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),在B位置小滑塊受到半圓軌道的支持力的大小;

(2)(1)問(wèn)的情況下,求小彈珠落點(diǎn)到C點(diǎn)的距離?

(3)若在斜面中點(diǎn)豎直立一擋板,在不脫離圓軌道的前提下,使得無(wú)論彈射速度多大,小彈珠不是越不過(guò)擋板,就是落在水平地面上,則擋板的最小長(zhǎng)度d為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一根粗細(xì)均勻的玻璃管兩端開(kāi)口,管內(nèi)有一段水銀柱,右管內(nèi)水銀面與管口 B的距離為2cm;中管內(nèi)水銀面與管口A之間的氣柱長(zhǎng)為20cm,氣體的溫度為27。將左管豎直插入水銀槽中,整個(gè)過(guò)程溫度不變,穩(wěn)定后右管內(nèi)水銀柱剛好和管口相平。已知大氣壓強(qiáng)p=76cmHg,氣體可視為理想氣體。

(1)求左管A端插入水銀槽的深度d;

(2)為使右管內(nèi)水銀面和中管內(nèi)水銀面再次相平,需使氣柱的溫度降為多少℃?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】已知一個(gè)無(wú)限大的金屬板與一個(gè)點(diǎn)電荷之間的空間電場(chǎng)分布與等量異種電荷之間的電場(chǎng)分布類似,即金屬板表面各處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與板面垂直。如圖所示,MN為很大的不帶電的金屬平板,且與大地連接,F(xiàn)將一個(gè)電荷量為Q的正點(diǎn)電荷置于板的右側(cè),圖中ab、cd是以正點(diǎn)電荷Q為圓心的圓上的四個(gè)點(diǎn),四點(diǎn)的連線構(gòu)成一內(nèi)接正方形,其中ab連線與金屬板垂直。則下列說(shuō)法正確的是

A. a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度與d點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同

B. ab點(diǎn)間電勢(shì)差等于dc點(diǎn)間電勢(shì)差

C. 將一正試探電荷沿直線aba點(diǎn)移到b點(diǎn)的過(guò)程中,試探電荷電勢(shì)能始終減小

D. 將一正試探電荷沿圓弧ada點(diǎn)移到d點(diǎn)的過(guò)程中,試探電荷電勢(shì)能始終保持不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】物體甲做勻變速直線運(yùn)動(dòng),物體乙做勻速直線運(yùn)動(dòng),它們的位移時(shí)間圖像如圖所示(t=2s時(shí),曲線與橫軸相切)。下列說(shuō)法正確的是

A. t=0時(shí),物體甲的速度大小為2ms

B. 物體甲的加速度大小為2ms2

C. t=1s時(shí),甲乙兩物體速度相等

D. 02s內(nèi),乙物體的平均速度大于甲物體的平均速度

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