【題目】質(zhì)量為m電荷量為+q的帶電粒子(不考慮重力)從半圓形區(qū)域邊界A點(diǎn)沿直徑方向正對圓心兩次以相同速度v水平射入。第一次射入時,空間中只有豎直向下的勻強(qiáng)電場,第二次只有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(磁場和電場區(qū)域都無限大且未畫出)。發(fā)現(xiàn)帶電粒子兩次都擊中半圓形邊界上同一點(diǎn)B。

1)證明兩次粒子打到B點(diǎn)速度方向不同;

2)判斷兩次粒子打到B點(diǎn)的時間長短,并加以證明。

【答案】1)因?yàn)?/span>,所以兩次粒子打到B點(diǎn)速度方向不同;(2)第一次粒子做平拋運(yùn)動,沿直徑方向的速度不變;第二次粒子做勻速圓周運(yùn)動,沿直徑方向的速度逐漸變小,而兩次都擊中半圓形邊界上同一點(diǎn)B,兩次沿直徑方向的位移相等,所以第二次用時較長,證明見詳解。

【解析】

1)設(shè)半圓形區(qū)域的半徑為r,B點(diǎn)與圓心連線和半圓形直徑方向的夾角為,第一次射入時,帶正電的粒子做類平拋運(yùn)動,水平方向

r+r=vt

豎直方向的速度

vy=t=

第一次射出B點(diǎn)速度與直徑方向的夾角

==

第二次射入時,粒子做勻速圓周運(yùn)動,徑向射入,徑向射出,射出B點(diǎn)速度與直徑方向的夾角為,做勻速圓周運(yùn)動的半徑

R=

==

第二次射出B點(diǎn)速度與直徑方向的夾角

==

因?yàn)?/span>,所以兩次粒子打到B點(diǎn)速度方向不同。

2)第一次粒子做平拋運(yùn)動,沿直徑方向的速度不變;第二次粒子做勻速圓周運(yùn)動,沿直徑方向的速度逐漸變小,而兩次都擊中半圓形邊界上同一點(diǎn)B,兩次沿直徑方向的位移相等,所以第二次用時較長。

第一次在水平方向

r+r=vt1

第一次粒子在電場中運(yùn)動的時間

t1=

第二次粒子在磁場中運(yùn)動的半徑

R==

qB=

第二次粒子在磁場中運(yùn)動的

t2=T====

因?yàn)?/span>,所以t2t1。

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】一起重機(jī)通過一繩子將貨物向上吊起的過程中忽略繩子的重力、空氣阻力,以下說法正確的是( )

A.當(dāng)貨物勻速上升時,繩子對貨物的拉力與貨物對繩子的拉力是一對平衡力

B.無論貨物怎么上升,繩子對貨物的拉力與貨物對繩子的拉力,大小總是相等

C.無論貨物怎么上升,繩子對貨物的拉力總大于貨物的重力

D.若繩子質(zhì)量不能忽略且貨物勻速上升時,繩子對貨物的拉力總等于貨物的重力

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【題目】某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中,利用所學(xué)的知識解決了如下問題:把一開口向右、內(nèi)壁光滑、深度為h=0.25m的小圓筒水平固定在桌面上,同時把一輕彈簧一端固定于小圓筒內(nèi)部左端,沒有外力作用時彈簧的另一端位于筒內(nèi)。如圖甲所示,如果本實(shí)驗(yàn)的長度測量工具只能測量出筒外彈簧的長度l,現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù),該同學(xué)通過改變所掛鉤碼的個數(shù)來改變l,作出F-l圖線如圖乙所示。

1)由此圖線可得出的結(jié)論是______;

2)彈簧的勁度系數(shù)為______N/m,彈簧的原長10=______m。

3)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時,把彈簧水平放置與彈簧豎直懸掛放置相比較,優(yōu)點(diǎn)在于______。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示是高頻焊接原理示意圖.線圈中通以高頻變化的電流時,待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流通過焊縫處產(chǎn)生大量熱量,將金屬融化,把工件焊接在一起,而工件其他部分發(fā)熱很少,以下說法正確的是(

A.電流變化的頻率越低,焊縫處的溫度升高得越快

B.電流變化的頻率越高,焊縫處的溫度升高得越快

C.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻較小

D.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻較大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)在做練習(xí)使用打點(diǎn)計時器實(shí)驗(yàn)時打出的紙帶如圖所示,每兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個計時點(diǎn)沒有畫出,圖中已標(biāo)出相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的距離,打點(diǎn)計時器的電源頻率為50 HZ。

1)打點(diǎn)計時器是一種使用________(填交流直流)電源,打點(diǎn)的時間間隔為______s。

2)打第4個計數(shù)點(diǎn)時,紙帶的速度v4=_________m/s(保留三位有效數(shù)字)。

3)拖動紙帶運(yùn)動的物體的加速度a=________ m/s2(保留三位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一輕質(zhì)彈簧一端系在墻上的O點(diǎn), 彈簧處于原長狀態(tài)時另一端位于B點(diǎn),今用一小物體m把彈簧壓縮到A點(diǎn),然后釋放,小物體能運(yùn)動到C點(diǎn)靜止,物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)恒定,試判斷下列說法中正確的是(

A. 物體從AB速度越來越大,從BC速度越來越小

B. 物體從AB先加速后減速,從BC一直減速運(yùn)動

C. 物體從AB加速度越來越小,從BC加速度不變

D. 物體在B點(diǎn)所受合力為零

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【題目】如圖甲是氫原子的能級圖,對于一群處于n=4的氫原子,下列說法中正確的是

A. 這群氫原子能夠發(fā)出6種不同頻率的光

B. n= 4能級躍遷到n =3能級發(fā)出的光的波長最短

C. 這群氫原子發(fā)出的光子中,能量最大為10.2 eV

D. 如果發(fā)出的光中子有兩種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),其中一種一定是由n=3能級躍遷到 n=1能級發(fā)出的

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【題目】橫峰中學(xué)高一(6)物理實(shí)驗(yàn)小組看了書本上借助傳感器用計算機(jī)測速度的內(nèi)容后,設(shè)計了如圖所示的速度傳感器,圖甲為工作示意圖,P為發(fā)射超聲波的固定小盒子,工作時P向被測物體發(fā)出短暫的超聲波脈沖,脈沖被運(yùn)動的物體反射后又被P接收。從P發(fā)射超聲波開始計時,經(jīng)時間t再次發(fā)射超聲波脈沖。圖乙是兩次發(fā)射的超聲波的位移-時間圖象,設(shè)超聲波的速度為u,則下列說法正確的是(

A.物體到小盒子P的距離越來越近

B.在兩次發(fā)射超聲波脈沖的時間間隔t內(nèi),超聲波通過的位移為

C.超聲波的速度為

D.物體在t1t2時間內(nèi)的平均速度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了探究物體做勻速圓周運(yùn)動時,向心力與哪些因素有關(guān)?某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):

如圖甲所示,繩子的一端拴一個小沙袋,繩上離小沙袋L處打一個繩結(jié)A,2L處打另一個繩結(jié)B.請一位同學(xué)幫助用秒表計時.如圖乙所示,做了四次體驗(yàn)性操作.

操作1:手握繩結(jié)A,使沙袋在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,每秒運(yùn)動1周.體驗(yàn)此時繩子拉力的大小.

操作2:手握繩結(jié)B,使沙袋在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,每秒運(yùn)動1周.體驗(yàn)此時繩子拉力的大。

操作3:手握繩結(jié)A,使沙袋在水平平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,每秒運(yùn)動2周.體驗(yàn)此時繩子拉力的大。

操作4:手握繩結(jié)A,增大沙袋的質(zhì)量到原來的2倍,使沙袋在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,每秒運(yùn)動1周.體驗(yàn)此時繩子拉力的大。

(1)操作2與操作1中,體驗(yàn)到繩子拉力較大的是____

(2)操作3與操作1中,體驗(yàn)到繩子拉力較大的是____;

(3)操作4與操作1中,體驗(yàn)到繩子拉力較大的是____

(4)總結(jié)以上四次體驗(yàn)性操作,可知物體做勻速圓周運(yùn)動時,向心力大小與____有關(guān).

A.半徑 B.質(zhì)量 C.周期 D.線速度的方向

(5)實(shí)驗(yàn)中,人體驗(yàn)到的繩子的拉力是否是沙袋做圓周運(yùn)動的向心力____(“不是”)

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