分析 (1)微粒沿直線OP運動,粒子做直線運動,根據(jù)粒子受力情況求出微粒在虛線a左側的加速度,應用勻變速直線運動的速度位移公式求出粒子進入a、b、間的速度大小,然后根據(jù)微粒受力情況應用洛倫茲力公式求出磁感應強度.
(2)微粒在虛線b由此區(qū)域做勻速直線運動,洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律求出臨界磁感應強度,然后確定磁感應強度的范圍.
解答 解:(1)微粒沿直線OP運動,微粒在a的左側運動時,
微粒沿直線運動,合力方向與速度方向在同一直線上,
F合cos45°=mg,
F合=$\sqrt{2}$mg,
由牛頓第二定律可得:F合=$\sqrt{2}$mg=ma,解得:a=$\sqrt{2}$g,
微粒做勻減速直線運動,由勻變速直線運動的速度位移公式得:
v12-v02=2(-a)•$\sqrt{2}$l,解得:v1=$\sqrt{{v}_{0}^{2}-4gl}$,
由題意可知,微粒在區(qū)域2所做的運動為勻速直線運動,
則:qv1B1=$\sqrt{2}$mg,解得:B1=$\frac{\sqrt{2}mg}{q\sqrt{{v}_{0}^{2}-4gl}}$.
(2)由題意可知,微粒運動到x>2l的區(qū)域3后做勻速圓周運動,
若微粒恰可以從虛線b的右側x軸上離開第一象限,
由幾何關系可得:R0+R0tan45°=2l,解得:R0=l,
微粒在區(qū)域3中做勻速圓周運動,由牛頓第二定律得:
qv1B2max=m$\frac{{v}_{1}^{2}}{{R}_{0}}$,解得:B2max=$\frac{m\sqrt{{v}_{0}^{2}-4gl}}{ql}$,
因此,勻強磁場B2的取值范圍是:B2≤$\frac{m\sqrt{{v}_{0}^{2}-4gl}}{ql}$.
答:(1)勻強磁場B1的磁感應強度的大小為$\frac{\sqrt{2}mg}{q\sqrt{{v}_{0}^{2}-4gl}}$.
(2)勻強磁場B2的取值范圍是:$\frac{m\sqrt{{v}_{0}^{2}-4gl}}{ql}$.
點評 本題考查了粒子在復合場中的運動,粒子運動過程與受力情況較復雜,分析清楚粒子運動過程、判斷粒子運動性質(zhì)是正確解題的前提與關鍵,應用牛頓第二定律、運動學公式可以解題,解題時注意幾何知識的應用.
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 正點電荷A在金屬板B內(nèi)部產(chǎn)生的電場強度為零 | |
B. | D點的電場強度大于E點的電場強度 | |
C. | D、C兩點間的電勢差大于C、E兩點間的電勢差 | |
D. | 只在電場力作用下,電子從E點沿直線運動到D點,電子在CD段動能的變化小于在CE段動能的變化 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | φO=4V | B. | φO=2V | C. | E=2v/m | D. | E=$\frac{2\sqrt{3}}{3}$V/m |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 小鐵片和羽毛同時落到牛頓管底部 | |
B. | 小鐵片比羽毛先落到牛頓管底部 | |
C. | 羽毛下落的加速度比小鐵片下落的加速度小 | |
D. | 羽毛落到牛頓管底部的速度比小鐵片的速度小 |
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