【題目】如圖所示,虛線M、N和熒光屏P相互平行,M、N間距和N、P間距均為L,M、N間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,N、P間有平行于紙面向下的勻強(qiáng)電場,在虛線M上的A點(diǎn)有一粒子源,可以在紙面內(nèi)向磁場內(nèi)各個方向射入質(zhì)量為m,電量為q的帶正電的粒子,初速度大小均為v0=,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E=1B,C為熒光屏上的一點(diǎn),AC連線垂直于熒光屏,不計粒子的重力,求:
(1)所有打在熒光屏上的粒子中,垂直電場線方向進(jìn)入電場的粒子打在屏上的位置離C點(diǎn)的距離;
(2)在(1)問中所求的粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到熒光屏所用的時間及該粒子經(jīng)磁場電場偏轉(zhuǎn)后速度的偏向角。
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)粒子先在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,后在電場中做類平拋運(yùn)動,結(jié)合圓周運(yùn)動的規(guī)律和平拋運(yùn)動的規(guī)律可求解粒子打在屏上的位置;(2)粒子在磁場中運(yùn)動1/4圓周后進(jìn)入電場,根據(jù)在磁場中的周期求解時間,根據(jù)在電場中水平方向的運(yùn)動求解在電場中的時間;結(jié)合類平拋運(yùn)動的的推論求解偏向角.
(1)由于分子粒子進(jìn)入磁場時的初速度大小均為
粒子在磁場中受洛倫茲力做勻速圓周運(yùn)動,則f=qv0B,
得r=L
垂直電場線方向進(jìn)入電場的粒子,軌跡如圖;
粒子在電場中偏轉(zhuǎn)時,L=v0t,
y=at2
解得y=L,
因此粒子打在光屏上的位置離C點(diǎn)的距離為
(2)粒子在磁場中的運(yùn)動時間:
在電場中的時間:
總時間:
由于粒子在電場中做類平拋運(yùn)動,因此打在熒光屏上的速度的反向延長線交于水平位移的中點(diǎn),由幾何關(guān)系可知,打在熒光屏上的速度與水平方向的夾角為θ=450,由于粒子從A點(diǎn)射出時的速度豎直向下,因此粒子經(jīng)磁場、電場偏轉(zhuǎn)后速度的偏向角為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑絕緣細(xì)直桿水平放置,等量異種電荷在同一豎直線上,水平細(xì)桿過兩電荷連線的中點(diǎn)O,一個帶電小球套在桿上靜止在A點(diǎn),現(xiàn)給小球一個向右的初速度,則小球向右運(yùn)動過程中
A. 可能先做加速運(yùn)動,后做減速運(yùn)動
B. 一直做勻速直線運(yùn)動
C. 動能可能先減小后增大
D. 電勢能一直保持不變
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【題目】粗糙絕緣的水平桌面上,有兩塊豎直平行相對而立的金屬板A、B。板間桌面上靜止著帶正電的物塊,如圖所示,當(dāng)兩金屬板加圖所示的交變電壓時,設(shè)直到t1時刻物塊才開始運(yùn)動,(最大靜摩擦力與滑動摩擦力可認(rèn)為相等),則( )
A. 在0~t1時間內(nèi),物塊受到逐漸增大的摩擦力,方向水平向左
B. 在t1~t3時間內(nèi),物塊受到的摩擦力先逐漸增大,后逐漸減小
C. t3時刻物塊的速度最大
D. t4時刻物塊的速度最大
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【題目】一質(zhì)量為M=4.0kg、長度為L=3.0m的木板B,在大小為8N、方向水平向右的拉力F作用下,以v0=2.0m/s的速度沿水平地面做勻速直線運(yùn)動,某一時刻將質(zhì)量為m=1.0kg的小鐵塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))輕輕地放在木板上的最右端,如圖所示。若鐵塊與木板之間沒有摩擦,求:二者經(jīng)過多長時間脫離。(重力加速度g取10m/s2)
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【題目】一小圓盤靜止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一邊與桌的AB邊重合,如圖8所示.已知盤與桌布間的動摩擦因數(shù)為μ1,盤在桌面間的動摩擦因數(shù)為μ2.現(xiàn)突然以恒定加速度a將桌布抽離桌面,加速度的方向是水平的且垂直于AB邊.若圓盤最后未從桌面掉下,則加速度a滿足的條件是什么?(用g表示重力加速度)
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【題目】如圖所示為靜電除塵機(jī)理圖,廢氣先經(jīng)過一個機(jī)械過濾裝置再進(jìn)入靜電除塵區(qū),放電極和集塵極加上高壓電場,使塵埃帶上負(fù)電,塵埃在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積,達(dá)到除塵目的,圖中虛線為電場線(方向未標(biāo)).不考慮塵埃在遷移過程中的相互作用和電量變化,則( )
A. 電場線方向由放電極指向集塵極
B. 圖中A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢
C. 塵埃在遷移過程中電勢能減小
D. 塵埃在遷移過程中動能減小
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【題目】在“研究勻變速直線運(yùn)動”的實驗中,用打點(diǎn)計時器記錄紙帶運(yùn)動的時間。計時器所用電源的頻率為50Hz,下圖為某次實驗得到的一條紙帶,紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點(diǎn)間都有四個點(diǎn)未畫出,按時間順序取0、1、2、3、4、5六個計數(shù)點(diǎn),用米尺量出1、2、3、4、5點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如圖所示(單位:cm)。
(1)測勻變速直線運(yùn)動加速度的實驗中,接通電源與讓紙帶隨物體開始運(yùn)動,這兩個操作的時間關(guān)系應(yīng)當(dāng)是(____)
A.先接通電源,后釋放紙帶 B.先釋放紙帶,后接通電源
C.釋放紙帶的同時接通電源 D.先釋放紙帶或先接通電源都可以
(2)由紙帶數(shù)據(jù)計算可得:計數(shù)點(diǎn)4對應(yīng)時刻小車的速度大小v4=________m/s,小車的加速度大小a=________m/s2。(v和a均保留三位有效數(shù)字)
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【題目】一個繞地球做勻速圓周運(yùn)動的人造地球衛(wèi)星,它的軌道半徑增加到原來的2倍后,仍做勻速圓周運(yùn)動,則( )
A. 根據(jù)公式可知地球提供的向心力將減小到原來的1/4
B. 根據(jù)公式可知衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度減小到原來的1/2
C. 根據(jù)公式v=r可知衛(wèi)星運(yùn)動的線速度將增大到原來的2倍
D. 根據(jù)公式可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的1/2
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【題目】在探究“小車速度隨時間變化規(guī)律”實驗中:
(1)操作步驟中釋放小車和接通電源的先后順序應(yīng)該是_________
A.先釋放小車后接通電源
B.先接通電源后釋放小車
(2)某同學(xué)獲得一條點(diǎn)跡清楚的紙帶,如圖所示,已知打點(diǎn)計時器每隔0.02s打一個點(diǎn),該同學(xué)選擇了0、1、2、3、4、5、6七個計數(shù)點(diǎn),每相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)圖中沒有畫出,測量數(shù)據(jù)如圖所示,單位是mm。
(a)根據(jù)____________________,可判斷小車做勻加速直線運(yùn)動;
(b)計算小車通過計數(shù)點(diǎn)3的瞬時速度為______m/s ;小車通過計數(shù)點(diǎn)5的瞬時速度為________m/s(均保留3位有效數(shù)字)
(c)小車的加速度為__________m/s2(保留2位有效數(shù)字)
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