【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi),以O'(O, R)為圓心、R為半徑的圓內(nèi)有垂直于平面向外的勻強磁場,x軸下方有足夠大的垂直于平面向里的勻強磁場,兩區(qū)域磁感應(yīng)強度大小相等。在O"(R,-R)處,放置一半徑R=的半圓弧形接收器EHFEO"Fy軸平行,在圓形磁場的左側(cè)0<y<2R的區(qū)間內(nèi)均勻分布著質(zhì)量為m、電荷量為+q的一簇帶電粒子,當(dāng)所有粒子均沿x軸正方向以速度v射人圓形磁場區(qū)域時,粒子偏轉(zhuǎn)后都從O點進入x軸下方磁場,不計粒子重力、不考慮粒子間相互作用力,粒子離開磁場后不再回到磁場。求:

1)磁場的磁感應(yīng)強度B的大;

2)[-R,(+1R]處的粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后能否被接收器接收;

3)打到接收器上的粒子占粒子總數(shù)的百分比。

【答案】1B=;(2)不能;(350

【解析】

1)粒子在上方磁場中的半徑r=R時,粒子偏轉(zhuǎn)后都從O點進入,由洛倫茨力充當(dāng)向心力

qvB=m

解得磁場的磁感應(yīng)強度B的大小為B=

2)[-R,(+1R]處的粒子經(jīng)上方磁場偏轉(zhuǎn)后與x軸負(fù)方向的角度==,=45°,粒子與x軸負(fù)方向成45°角進入下方磁場運動時,圓心在(R-R)處,軌跡與接收器不相交,所以不能被接收器接受,如下圖:

3)當(dāng)粒子運動軌跡與接收器在F點相內(nèi)切時,由幾何關(guān)系可知,運動軌跡的圓心恰好在E點,根據(jù)幾何關(guān)系可知,粒子由O點進入時,粒子的速度方向與y軸負(fù)方向的夾角==,=30°,粒子進入上方磁場G時的縱坐標(biāo)

y1=R+R=1.5R

當(dāng)粒子運動軌跡在E點與接收器相外切時,運動軌跡的圓心恰好在(R,R)處,根據(jù)幾何關(guān)系可知,粒子由O點進入磁場時粒子速度方向與x軸正方向的夾角===60°,粒子進入上方磁場I的縱坐標(biāo)

y2=R- R=0.5R

在上方磁場GI間射入的粒子能打到接收器上,LGI=y1-y2=R,占粒子總數(shù)的百分比=100=50。

答:(1)磁場的磁感應(yīng)強度B=;(2)不能;(350

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】如圖所示,兩個完全相同的光滑小球P、Q,放置在墻壁和斜木板之間,當(dāng)斜木板和豎直墻壁的夾角θ角緩慢減小時(θ<900 ),則(   )

A. 墻壁、木板受到P球的壓力均不變

B. 墻壁、木板受到P球的壓力均減小

C. Q球?qū)?/span>P球的壓力增大,對木板的壓力減小

D. P球受到墻壁、木板和Q球的作用力的合力變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】中國預(yù)計2020年底發(fā)射“嫦娥五號”月球探測器,實現(xiàn)區(qū)域軟著陸及取樣返回。中 國進入探月新階段。如圖所示,探測器發(fā)射到月球上要經(jīng)過多次變軌,最終降落到月球 表面上,其中軌道為圓形軌道,軌道為橢圓軌道。下列說法正確的是( 。

A.探測器的發(fā)射速度必定大于11.2km/s

B.探測器在環(huán)月軌道P點的加速度大于在環(huán)月軌道P點的加速度

C.探測器在軌道上的運行周期小于在軌道上的運行周期

D.探測器在軌道運行時的加速度大于月球表面的重力加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,實線是電場中一簇方向已知的電場線,虛線是一個帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡,a、b是運動軌跡上的兩點,若帶電粒子只受電場力作用,根據(jù)此圖作出的判斷是( )

A. 帶電粒子帶正電

B. 帶電粒子一定是從ab運動的

C. 帶電粒子在b點的加速度大于在a點的加速度

D. 帶電粒子在b點的電勢能大于在a點的電勢能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,是一傳送裝置,其中AB段粗糙,AB段長為L=1m,動摩擦因數(shù)μ=0.5;BCDEN段均可視為光滑,DEN是半圓形軌道,其直徑DN沿豎直方向,C位于DN豎直線上,CD間的距離恰能讓小球自由通過。其中N點又與足夠長的水平傳送帶的右端平滑對接,傳送帶以4m/s的速率沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動,小球與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)也為0.5。左端豎直墻上固定有一輕質(zhì)彈簧,現(xiàn)用一可視為質(zhì)點的小球1壓縮彈簧至A點后由靜止釋放(小球和彈簧不粘連),當(dāng)小球1運動到AB中點時,與靜止于AB中點的小球2發(fā)生彈性碰撞,之后小球2恰好通過D點,不脫離軌道。已知兩小球的質(zhì)量均為m=0.2kg,彈簧壓縮至A點時的彈性勢能為1.5Jg=10m/s2,試求:

(1)小球1與小球 2碰撞前的速度;

(2)DEN半圓形軌道的半徑;

(3)小球2第一次在傳送帶上滑動的過程中,小球與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上,當(dāng)整個裝置被置于一水平向右的勻強電場中,小物塊恰好靜止。重力加速度取g,sin 37°0.6cos 37°0.8。求:

(1)水平向右電場的電場強度的大;

(2)若將電場強度減小為原來的,小物塊的加速度是多大;

(3)電場強度變化后小物塊下滑距離L時的動能。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一半球體M固定在水平地面上,一物體P靜止在半球體表面上(不在最高點)。關(guān)于物體P受力情況的分析,下列說法正確的是( )

A.P所受的重力指向半球體的球心

B.P所受的支持力是由M發(fā)生形變而產(chǎn)生的

C.P所受的支持力的方向與M形變的方向相同

D.PM的壓力就是P所受重力沿半徑方向的分力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平放置的架空光滑桿ONOM上穿有兩輕質(zhì)小環(huán)A、B,A、B之間用一段最大承受能力為60N的細(xì)繩連接,F(xiàn)緩慢向右移動B環(huán)直到細(xì)繩剛好拉直,再用沿桿向右的外力F30NB環(huán)。已知∠MON37°,sin37°0.6、cos37°0.8

(1)求在外力F作用下,小環(huán)A所受桿ON的彈力大小。

(2)為保證細(xì)繩不被拉斷,求F的最大值及此時OM桿產(chǎn)生的彈力大小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖3所示,在一個粗糙水平面上,彼此靠近地放置兩個帶同種電荷的小物塊。由靜止釋放后,兩個物塊向相反方向運動,并最終停止。在物塊的運動過程中,下列表述正確的是

A.兩個物塊的電勢能逐漸減少

B.物塊受到的庫侖力不做功

C.兩個物塊的機械能守恒

D.物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力

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