【題目】如圖所示,坐標(biāo)平面第象限內(nèi)存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),在y軸左側(cè)區(qū)域存在寬度為a=0.3m的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B(大小可調(diào)節(jié)),F(xiàn)有質(zhì)荷比為=4×10-10kg/C的帶正電粒子從x軸上的A點(diǎn)以一定初速度v0垂直x軸射入電場(chǎng),且以v=4×107m/s,方向與y軸正向成60°的速度經(jīng)過(guò)P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),OP=OA、OA=0.1m,不計(jì)重力。求:

1)粒子在A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)的初速度v0為多少;

2)要使粒子不從CD邊界射出,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍;

3)粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)后,剛好可以回到A點(diǎn),則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少。

【答案】(1) (2) (3)0.16T

【解析】

(1)根據(jù)粒子在AP的運(yùn)動(dòng)過(guò)程只受電場(chǎng)力作用,做類平拋運(yùn)動(dòng),由末速度求解;
(2)根據(jù)幾何關(guān)系由磁場(chǎng)寬度求得粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑范圍,即可根據(jù)洛倫茲力做向心力求得磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍;
(3)根據(jù)粒子在第四象限做勻速直線運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系求得粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角和偏轉(zhuǎn)位移,從而求得軌道半徑,即可根據(jù)洛倫茲力做向心力求得磁感應(yīng)強(qiáng)度。

(1)粒子在電場(chǎng)中只受水平向左的電場(chǎng)力作用,故粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),那么豎直方向做勻速運(yùn)動(dòng),故有:v0vcos60°=2×107m/s;
(2)粒子在磁場(chǎng)中只受洛倫茲力作用,故粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力做向心力,故有:Bqv,所以,軌道半徑;
要使粒子不從CD邊界射出,

根據(jù)幾何關(guān)系可得:R+Rcos60°≤a,所以,Ra=0.2m;
所以,磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(3)粒子離開磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程做勻速直線運(yùn)動(dòng),故粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,
;
根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)可得:粒子出磁場(chǎng)時(shí)速度與y軸正方向夾角為60°;
設(shè)出磁場(chǎng)處為Q點(diǎn),則由幾何關(guān)系,

所以,

所以軌道半徑R'=0.1m;
根據(jù)洛倫茲力做向心力可得:
所以,

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】我國(guó)首顆由東中校友潘建偉主導(dǎo)的量子衛(wèi)星于20168161點(diǎn)40分成功發(fā)射。量子衛(wèi)星成功運(yùn)行后,我國(guó)將在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信,構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。如圖所示,量子衛(wèi)星最后定軌在離地面5×102km的預(yù)定圓周軌道,已知地球半徑約為6.4×103km,同步衛(wèi)星距地面約3.6×104km,下列說(shuō)法正確的是

A. 量子衛(wèi)星的發(fā)射速度可能為7.8km/s

B. 量子衛(wèi)星的環(huán)繞速度小于同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度

C. 量子衛(wèi)星的向心加速度小于同步衛(wèi)星的向心加速度

D. 量子衛(wèi)星繞地球的周期小于同步衛(wèi)星繞地球的周期

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】重慶某軍工企業(yè)于2013年1月研制成功一種新材料做成的電阻絲,其電阻穩(wěn)定性非常優(yōu)良,幾乎不隨溫度發(fā)生改變。工程技術(shù)員為了準(zhǔn)確測(cè)定它的電阻率,進(jìn)行了如下的測(cè)量。

(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖1所示,則d=_____mm;

(2)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖2所示,則L=_____cm;

(3)用多用電表粗側(cè)其電阻如圖3所示,則Rx_____Ω。

(4)用伏安法測(cè)量導(dǎo)線的電阻,并要多次測(cè)量求其平均值,供選用的器材有:

電源E(電動(dòng)勢(shì)為4V);電壓表V(量程為3V,內(nèi)阻約為2kΩ)

電流表A1(量程為0.5mA,內(nèi)阻約為1Ω)電流表A2(量程為0.6A,內(nèi)阻約為10Ω)

滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20Ω)開關(guān)、導(dǎo)線若干。

根據(jù)工程技術(shù)人員所設(shè)計(jì)的電路,電流表應(yīng)選_____;

在如圖4中將選用的器材連成符合要求的實(shí)驗(yàn)電路(不得改動(dòng)圖中已畫出的部分連線)_____

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑的水平地面上靜止一木板B。第一次木板B固定在水平地面上,在木板的最右端放置一小木塊A,用大小為F的拉力將小木塊從木板的最右端拉到木板的最左端,設(shè)拉力做的功為W1;第二次木板B仍放在光滑水平面上但不固定,還是用大小為F的拉力將小木塊A從木板B的最右端拉到木板的最左端,設(shè)該次拉力做的功為W2。已知A、B之間不光滑,則下列關(guān)系正確的是( )

A. W1>W2B. W1=W2

C. W1<W2D. 無(wú)法比較

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源.現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5Ω,金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),g10m/s2.已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求:

(1)導(dǎo)體棒受到的安培力大;

(2)導(dǎo)體棒受到的摩擦力。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為氫原子的能級(jí)圖, 已知某金屬的逸出功為 6.44eV,則下列說(shuō)法正確的是

A. 處于基態(tài)的氫原子可以吸收能量為 12.1eV 的光子而被激發(fā)

B. 用能量為 12.5eV 的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子,一定不能使氫原子發(fā)生能級(jí)躍遷

C. n=4能級(jí)躍遷到 n=1能級(jí)輻射的光子照射金屬,從金屬表面逸出的光電子最大初動(dòng)能為 6.31eV

D. 一群處于 n=4 能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生 4 種譜線

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在水平面內(nèi)a、b、c分別位于直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,已知ab= 6m,ac=8m:t1=0時(shí)刻a、b處的振源同時(shí)開始振動(dòng),它們?cè)谕N介質(zhì)中傳播,其振動(dòng)表達(dá)式分別為,所形成的機(jī)械波在水平面內(nèi)傳播,在t=4s時(shí)c點(diǎn)開始振動(dòng),則________。

A. 兩列波的波長(zhǎng)為2m

B. 兩列波的傳播速度大小為2m/s

C. 兩列波相遇后,c點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)

D. A的振動(dòng)頻率1Hz

E. 點(diǎn)的振幅為0.25m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】請(qǐng)看下圖,質(zhì)量M=8 kg的小車放在水平光滑的平面上,在小車左端加一水平推力F=8 N,當(dāng)小車向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到1.5 m/s時(shí),在小車前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì),質(zhì)量為m=2 kg的小物塊,物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,小車足夠長(zhǎng)。求:

(1)小物塊放后,小物塊及小車的加速度各為多大?

(2)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間兩者達(dá)到相同的速度?

(3)從小物塊放上小車開始,經(jīng)過(guò)t=1.5 s小物塊通過(guò)的位移大小為多少?(取g=10 m/s2)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,用碰撞試驗(yàn)器可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,即研究?jī)蓚(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。

試驗(yàn)中,直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通過(guò)僅測(cè)量______ 來(lái)間接地解決這個(gè)問(wèn)題。

A.小球開始釋放高度h

B.小球拋出點(diǎn)距地面的高度H

C.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程

圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影,實(shí)驗(yàn)時(shí),先讓入射球多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點(diǎn)的位置P,測(cè)量平拋射程OP,然后,把被碰小球靜止于軌道的水平部分,再將入射小球從斜軌上S位置靜止釋放,與小球相撞,并多次重復(fù)。椐據(jù)圖可得兩小球質(zhì)量的大小關(guān)系為_____, (接下來(lái)要完成的必要步驟是__________

A.用天平測(cè)量?jī)蓚(gè)小球的質(zhì)量

B.測(cè)量小球開始釋放高度h

C.測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度H

D.分別找到、相碰后平均落地點(diǎn)的位置MN

E.測(cè)量平拋射程OM,ON

若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒,其表達(dá)式可表示______________________中測(cè)量的量表示

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同步練習(xí)冊(cè)答案