【題目】一足夠長的條狀區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,其在xoy平面內(nèi)的截面如圖所示:中間是磁場區(qū)域,其邊界與y軸垂直,寬度為l,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向垂直于xoy平面;磁場的上、下兩側(cè)為電場區(qū)域,寬度均為,電場強(qiáng)度的大小均為E,方向均沿x軸正方向;M、N為條形區(qū)域邊界上的兩點(diǎn),它們的連線與y軸平行。一帶正電的粒子以某一速度從M點(diǎn)沿y軸正方向射入電場,經(jīng)過一段時(shí)間后恰好以從M點(diǎn)入射的速度從N點(diǎn)沿y軸正方向射出。不計(jì)重力。

(1)定性畫出該粒子在電磁場中運(yùn)動的軌跡;

(2)求該粒子從M點(diǎn)射入時(shí)速度的大小;

(3)若該粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度方向恰好與x軸正方向的夾角為,求該粒子的比荷及其從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的時(shí)間。

【答案】(1)軌跡圖如圖所示:

(2) (3) ;

【解析】試題分析:(1)粒子在電場中做類平拋,然后進(jìn)入磁場做圓周運(yùn)動,再次進(jìn)入電場做類平拋運(yùn)動,結(jié)合相應(yīng)的計(jì)算即可畫出軌跡圖

(2)在電場中要分兩個(gè)方向處理問題,一個(gè)方向做勻速運(yùn)動,一個(gè)方向做勻加速運(yùn)動

(3)在磁場中的運(yùn)動關(guān)鍵是找到圓心,求出半徑,結(jié)合向心力公式求解。

(1)粒子運(yùn)動的軌跡如圖(a)所示。(粒子在電場中的軌跡為拋物線,在磁場中為圓弧,上下對稱)

(2)粒子從電場下邊界入射后在電場中做類平拋運(yùn)動。設(shè)粒子從M點(diǎn)射入時(shí)速度的大小為v0,在下側(cè)電場中運(yùn)動的時(shí)間為t,加速度的大小為a;粒子進(jìn)入磁場的速度大小為v,方向與電場方向的夾角為(見圖(b)),速度沿電場方向的分量為v1,根據(jù)牛頓第二定律有

qE=ma

式中qm分別為粒子的電荷量和質(zhì)量,由運(yùn)動學(xué)公式有

v1=at

粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,設(shè)其運(yùn)動軌道半徑為R,由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得

由幾何關(guān)系得

聯(lián)立①②③④⑤⑥式得

(3)由運(yùn)動學(xué)公式和題給數(shù)據(jù)得

聯(lián)立①②③⑦⑧式得

設(shè)粒子由M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)所用的時(shí)間為,則

式中T是粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期,

③⑦⑨⑩式得

故本題答案是:(1)軌跡圖如圖所示:

(2) (3) ;

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】某實(shí)驗(yàn)小組應(yīng)用如圖甲所示裝置探究加速度與物體受力的關(guān)系,已知小車的質(zhì)量為M,砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m,所用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的交流電的頻率為50Hz,實(shí)驗(yàn)步驟如下:

A.按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,其中與定滑輪及彈簧測力計(jì)相連的細(xì)線豎直;

B.調(diào)節(jié)長木板的傾角,輕推小車后,使小車能沿長木板向下勻速運(yùn)動;

C.掛上砝碼盤,接通電源后,再放開小車,打出一條紙帶,由紙帶求出小車的加速度;

D.改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟C,求得小車在不同合力作用下的加速度.

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過程,回答以下問題:

1)對于上述實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是

A.小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等

B.實(shí)驗(yàn)過程中砝碼盤處于超重狀態(tài)

C.與小車相連的輕繩與長木板一定要平行

D.彈簧測力計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為砝碼和砝碼盤總重力的一半

E.砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

2)實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖乙所示,由該紙帶可求得小車的加速度為 m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

3)由本實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖象,與本實(shí)驗(yàn)相符合的是

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組分別用如圖甲所示的裝置進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):探究加速度與合外力的關(guān)系。裝置中,小車質(zhì)量為M,砂桶和砂的總質(zhì)量為m,通過改變m來改變小車所受的合外力大小,小車的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出,F(xiàn)保持小車質(zhì)量M不變,逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),得到多組a、F值(F為彈簧測力計(jì)的示數(shù))。

1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,下列做法正確的是________

A.需平衡小車的摩擦力

B.砂桶和砂的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

C.滑輪摩擦足夠小,繩的質(zhì)量要足夠輕

D.先釋放小車,后接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

2)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了圖乙所示的一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線,其中縱軸為小車的加速度大小,橫軸應(yīng)為________。

A B C D

3)當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量較大導(dǎo)致a較大時(shí),圖線________(填選項(xiàng)前的字母)。

A.逐漸偏向縱軸

B.逐漸偏向橫軸

C.仍保持原方向不變

4)圖丙為上述實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶,A點(diǎn)為小車剛釋放時(shí)打下的起始點(diǎn),每兩點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出,測得AB=2.0 cm、AC=8.0 cmAE=32.0 cm,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50 Hz,小車的加速度為____m/s2。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在勻強(qiáng)磁場的上方有一質(zhì)量為m、半徑為R的細(xì)導(dǎo)線做成的圓環(huán),圓環(huán)的圓心與勻強(qiáng)磁場的上邊界的距離為h。將圓環(huán)由靜止釋放,圓環(huán)剛進(jìn)入磁場的瞬間和完全進(jìn)入磁場的瞬間,速度均為。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)體圓環(huán)的電阻為r,重力加速度為g,則下列說法正確的是( )

A. 圓環(huán)剛進(jìn)入磁場的瞬間,速度

B. 圓環(huán)進(jìn)入磁場的過程中,電阻產(chǎn)生的熱量為

C. 圓環(huán)進(jìn)入磁場的過程中,通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為

D. 圓環(huán)進(jìn)入磁場的過程做的是勻速直線運(yùn)動

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)組裝一個(gè)多用電表。可用的器材有:微安表頭(量程100內(nèi)阻900);電阻箱R1 (阻值范圍0999.9);電阻箱R2 (阻值范圍099 999.9);導(dǎo)線若干。

要求利用所給器材先組裝一個(gè)量程為1 mA的直流電流表,在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3 V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電流1 mA和電壓3 V兩擋。

回答下列問題:

(1)在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標(biāo)出R1R2,其中*為公共接線柱,ab分別是電流擋和電壓擋的接線柱___________

(2)電阻箱的阻值 _____________;R2=____________ (保留到個(gè)位)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在同一地點(diǎn)有兩個(gè)靜止的聲源,發(fā)出聲波1和聲波2.在同一空間的空氣中沿同一方向傳播,如圖所示為某時(shí)刻這兩列波的圖像,則下列說法中正確的是(  )

A. 這兩列波的頻率相同

B. 1速度比波2速度大

C. 在這兩列波傳播方向上,不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象

D. 相對于同一障礙物,波1比波2發(fā)生衍射現(xiàn)象更明顯

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】跳臺滑雪是一種極為壯觀的運(yùn)動,運(yùn)動員穿著滑雪板,從跳臺水平飛出,在空中飛行一段距離后著陸.如圖所示.設(shè)運(yùn)動員連同滑雪板的總質(zhì)量m=50kg,從傾角θ=37°的坡頂A點(diǎn)以速度v0=20m/s沿水平方向飛出,恰落到山坡底的水平面上的B處.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求

(1)運(yùn)動員在空中飛行的時(shí)間;

(2)AB間的距離s.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,從某高度水平拋出一小球,經(jīng)過時(shí)間t到達(dá)地面時(shí),速度與水平方向的夾角為θ,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,下列說法正確的是

A. 若小球初速度增大,則θ減小

B. 小球在t時(shí)間內(nèi)的位移方向與水平方向的夾角為

C. 若小球的初速增大,小球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率將增大

D. 若小球的初速增大,小球落地過程中重力的平均功率將增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是______

A.圖A中,P、Q是偏振片,M是光屏,當(dāng)P固定不動,緩慢轉(zhuǎn)動Q時(shí),光屏M上的光亮度將會變化,此現(xiàn)象表明光波是橫波

B.圖B是雙縫干涉示意圖,若只減小屏到檔板間的距離L,兩相鄰亮條紋間距離將減小

C.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,變化的電場周圍一定能產(chǎn)生電磁波

D.利用紅外線進(jìn)行遙感主要是因?yàn)榧t外線的波長長,容易發(fā)生衍射

E.人站在路邊,一輛汽車響著喇叭從人身邊疾馳而過,人聽到喇叭的音調(diào)會由低變高

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案