【題目】如圖所示,直線y軸之間有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場,直線間有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度,另有一半徑的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度,方向垂直坐標(biāo)平面向外,該圓與直線x軸均相切,且與x軸相切于S點(diǎn)。一帶負(fù)電的粒子從S點(diǎn)沿y軸的正方向以速度進(jìn)入圓形磁場區(qū)域,經(jīng)過一段時(shí)間進(jìn)入磁場區(qū)域,且第一次進(jìn)入磁場時(shí)的速度方向與直線垂直。粒子速度大小,粒子的比荷為,粒子重力不計(jì)。求:

粒子在圓形勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的時(shí)間;

坐標(biāo)d的值;

要使粒子無法運(yùn)動到x軸的負(fù)半軸,則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件?

【答案】; 4m。或者

【解析】

(1)根據(jù)帶電粒子的速度和比荷,準(zhǔn)確描繪出帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動軌跡為四分之一個(gè)圓。

(2)根據(jù)帶電粒子在電場中的類平拋運(yùn)動的豎直、水平位移和幾何關(guān)系可得。

(3)要使帶電粒子不能到達(dá)x軸的負(fù)半軸,則要么不出磁場,臨界值是與y軸相切,要么出磁場后不向y軸負(fù)方向運(yùn)動,臨界值與y軸垂直。

(1)在磁場,
解得,畫出軌跡恰為四分之一圓,

。

(2)在電場中類平拋運(yùn)動;,

解得;
又根據(jù);

解得,
所以坐標(biāo)d的值:。
(3)進(jìn)入磁場的速度為:,
當(dāng)帶電粒子出磁場與y軸垂直時(shí),圓周半徑

可得,

所以。
當(dāng)帶電粒子出磁場與y軸相切時(shí),圓周半徑

可得,所以

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關(guān)與電源連接,另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方,開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是( )

A. 開關(guān)閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動

B. 開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向

C. 開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向

D. 開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,滑塊AB的質(zhì)量均為m,A套在傾斜固定的直桿上,傾斜桿與水平面成45°,B套在水平固定的直桿上,兩桿分離不接觸,兩直桿間的距離忽略不計(jì),兩直桿足夠長。AB通過鉸鏈用長度為L的剛性輕桿連接,初始時(shí)輕桿與水平面成30°角。將A、B從靜止釋放,B開始沿水平桿向右運(yùn)動,不計(jì)一切摩擦,滑塊AB視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度為g,下列說法正確的是(

A. 滑塊A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B. 當(dāng)A到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),B的速度最大,最大速度為√3gL

C. B到達(dá)最右端時(shí),A的速度為√2gL

D. B從開始運(yùn)動至最右端的過程中,輕桿對B先做正功后做負(fù)功,總功為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在某電視臺舉辦的沖關(guān)游戲中,AB是處于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道,圓心角,半徑,BC是長度為的水平傳送帶,CD是長度為水平粗糙軌道,AB、CD軌道與傳送帶平滑連接,參賽者抱緊滑板從A處由靜止下滑,參賽者和滑板可視為質(zhì)點(diǎn),參賽者質(zhì)量,滑板質(zhì)量可忽略。已知滑板與傳送帶、水平軌道的動摩擦因數(shù)分別為、,,求:

參賽者運(yùn)動到圓弧軌道B處對軌道的壓力;

若參賽者恰好能運(yùn)動到D點(diǎn),求傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)速率及方向;

在第問中,傳送帶由于傳送參賽者多消耗的電能。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,靜止在水平面上的木板質(zhì)量為M=2kg,質(zhì)量m=1kg的鐵塊以水平初速度v0=6m/s,從木板的左端沿板面向右滑行,木板與地面間動摩擦因數(shù)為0.1,鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)為0.5,木板長為4m,則下列說法中正確的是

A. 鐵塊最終滑離木板

B. 鐵塊最終停在距離木板右端1m

C. 運(yùn)動過程中地面與木板因摩擦而產(chǎn)生的熱量為18J

D. 運(yùn)動過程中鐵塊與木板因摩擦而產(chǎn)生的熱量為15J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】南極考察隊(duì)隊(duì)員在地球南極附近用彈簧秤豎直懸掛一還未通電的螺線管,如圖所示,下列說法正確的是( 。

A. 若將a端接電源正極,b端接電源負(fù)極,則彈簧秤示數(shù)將減小

B. 若將a端接電源正極,b端接電源負(fù)極,則彈簧秤示數(shù)將增大

C. 若將b端接電源正極,a端接電源負(fù)極,則彈簧秤示數(shù)將增大

D. 若將b端接電源正極,a端接電源負(fù)極,則彈簧秤示數(shù)將減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,空間存在方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,一粒子發(fā)射源P位于足夠大絕緣平板MN的上方距離為d處,在紙面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射速率均為v的同種帶電粒子,不考慮粒子間的相互作用和粒子重力,已知粒子做圓周運(yùn)動的半徑大小也為d,則粒子

A. 能打在板上的區(qū)域長度為2d

B. 能打在板上離P點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為2d

C. 到達(dá)板上的最長時(shí)間為

D. 到達(dá)板上的最短時(shí)間為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列在某介質(zhì)中沿x軸傳播的正弦波,如圖所示,實(shí)線是該波在t=0時(shí)刻的波形圖線,虛線是該波在t=0.5s時(shí)刻的波形圖線,已知波源的振動頻率f<1Hz,圖中A質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)是(0.2,0),B質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)是(0.4,0)下列判斷正確的是________

A. 該波沿x軸正向傳播,波速為0.4m/s

B. 該波沿x軸負(fù)向傳播,波速為0.2m/s

C. t=2st=5s的時(shí)間內(nèi),A質(zhì)點(diǎn)沿x軸向右平移60cm

D. t=2st=5s的時(shí)間內(nèi),B質(zhì)點(diǎn)通過的路程為1.2m

E. 提高波源的振動頻率,這列波在該介質(zhì)中傳播的速度不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】地下礦井中的礦石裝在礦車中,用電機(jī)通過豎井運(yùn)送至地面。某豎井中礦車提升的速度大小v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示,其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程,它們變速階段加速度的大小都相同;兩次提升的高度相同,提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。對于第次和第次提升過程,

A. 礦車上升所用的時(shí)間之比為4:5

B. 電機(jī)的最大牽引力之比為2:1

C. 電機(jī)輸出的最大功率之比為2:1

D. 電機(jī)所做的功之比為4:5

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