【題目】在科學(xué)研究中,可以通過(guò)施加適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的控制.如圖所示,某時(shí)刻在平面內(nèi)的第Ⅱ、Ⅲ象限中施加沿軸負(fù)方向、電場(chǎng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)電場(chǎng),在第Ⅰ、Ⅳ象限中施加垂直于坐標(biāo)平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的是磁場(chǎng).一質(zhì)量為,電荷量為的帶正電的粒子從點(diǎn)以速度沿垂直于軸方向射入該勻強(qiáng)電場(chǎng)中,粒子僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)且沿方向進(jìn)入第Ⅳ象限.在粒子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)撤去勻強(qiáng)電場(chǎng)(不計(jì)撤去電場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)及帶電粒子運(yùn)動(dòng)的影響),粒子經(jīng)過(guò)原點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并僅在磁場(chǎng)力作用下,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間從軸上的點(diǎn)射出磁場(chǎng).已知軸正方向夾角,帶電粒子所受重力及空氣阻力均可忽略不計(jì),求:

兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

)坐標(biāo)原點(diǎn)點(diǎn)之間的距離

)粒子從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的總時(shí)間

【答案】123+。

【解析】試題分析:(1)設(shè)粒子經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的速度為v, 則cosα=1分)

對(duì)于電子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理有:1分)

解得:1分)

2)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,運(yùn)動(dòng)軌跡如答圖2所示。

洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律有:1分)

解得:1分)

根據(jù)幾何關(guān)系可知,ON之間的距離1分)

3)設(shè)粒子在電場(chǎng)中從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)所用時(shí)為t1

根據(jù)牛頓第二定律可知:粒子在電場(chǎng)中的加速度a=1分)

粒子通過(guò)O點(diǎn)時(shí)豎直方向速度vy=,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有:vy=at1

解得:t1=1分)

設(shè)粒子在磁場(chǎng)中從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至N點(diǎn)用時(shí)為t2,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期

1分)

解得:粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的總時(shí)間t= t1+ t2=+

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一個(gè)小球沿斜面向下運(yùn)動(dòng),用每隔(s曝光一次的頻閃相機(jī)拍攝不同時(shí)刻小球位置的照片,如圖所示.即照片上出現(xiàn)的相鄰兩個(gè)小球的像之間的時(shí)間間隔為(s,測(cè)得小球在幾個(gè)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:

x1/cm

x2/cm

x3/cm

x4/cm

8.20

9.30

10.40

11.50

1)小球在相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移差_____(填相等不相等),小球運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)屬_____直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).

2)甲、乙兩同學(xué)計(jì)算小球加速度的方法如下:

甲同學(xué):

乙同學(xué):

你認(rèn)為甲、乙兩位同學(xué)中計(jì)算方法更準(zhǔn)確的是_____,加速度值為_____

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,小球從豎直磚墻某位置由靜止釋放,用頻閃照相機(jī)在同一底片上多次曝光,得到了圖中、、、所示小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每次曝光的位置.連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為,每塊磚的厚度為,根據(jù)圖中的信息,下列判斷不正確的是(

A. 位置是小球釋放的初始位置

B. 小球做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

C. 小球下落的加速度為

D. 小球在位置的速度為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于加速度與速度、速度變化量的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是

A.物體的速度為零時(shí),加速度也一定為零

B.物體的速度改變時(shí),加速度一定改變

C.物體加速度與速度方向相同.速度必增大

D.物體的加速度變大時(shí),速度也一定變大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于分子間作用力,下列說(shuō)法中正確是( )

A. 當(dāng)分子間距離為r0時(shí),它們之間既沒(méi)有斥力也沒(méi)有引力

B. 分子間的距離大于r0時(shí),分子間只有引力

C. 分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小

D. 分子間的平衡距離r0與分子直徑是同一數(shù)值

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,固定在豎直平面內(nèi)的絕緣細(xì)半圓管軌道在C點(diǎn)與絕緣的水平地面平滑連接,半圓管的半徑R=16m,管內(nèi)壁光滑,兩端口C,D連線(xiàn)沿豎直方向,CD右側(cè)存在場(chǎng)強(qiáng)大小E=15×103N/C、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng);水平面AB段表面光滑,長(zhǎng)L1=675m,BC段表面粗糙,長(zhǎng)L2=55m.質(zhì)量m=20kg、電荷量q=001C的帶正電小球在水平恒力F=100N的作用下從A點(diǎn)由靜止升始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后撤去拉力F,小球進(jìn)人半圓管后通過(guò)端口D時(shí)對(duì)圓管內(nèi)軌道有豎直向下的壓力ND=15N.小球與水平面BC段之間的動(dòng)摩擦因數(shù)u=02,取g=10m/s2.求:

1)小球通過(guò)端口D時(shí)的速度大小vD;

2)小球通過(guò)半圓管中點(diǎn)P時(shí)與圓管的作用力大小NP

3)撤去拉力F時(shí)小球的速度大小v0

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后,人們對(duì)放射線(xiàn)的性質(zhì)進(jìn)行了深入研究,如圖為三種射線(xiàn)在同一磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖,三種射線(xiàn)分別為α射線(xiàn)(氦核流),β射線(xiàn)(電子束),γ射線(xiàn)(不帶電 ),則下列說(shuō)法正確的是:()

A. 1軌跡為α射線(xiàn) 2軌跡為γ射線(xiàn) 3軌跡為β射線(xiàn)

B. 1軌跡為α射線(xiàn) 2軌跡為β射線(xiàn) 3軌跡為γ射線(xiàn)

C. 1軌跡為β射線(xiàn) 2軌跡為γ射線(xiàn) 3軌跡為α射線(xiàn)

D. 以上說(shuō)法都不對(duì)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m1、m2。的兩個(gè)物塊,通過(guò)定滑輪和動(dòng)滑輪以及輕繩懸掛在天花板的M、N兩點(diǎn),平衡時(shí)懸掛于M點(diǎn)的繩與豎直方向的夾角為,懸掛于N點(diǎn)的繩與豎直方向的夾角為,F(xiàn)將懸點(diǎn)M向左緩慢移動(dòng)一小段距離后固定,再次平衡后,關(guān)于以及M、N兩點(diǎn)所受作用力的變化情況,以下判斷正確的是(滑輪重力和繩與滑輪之間的摩擦力不計(jì))

A. 均變大,且=

B. 均不變,且=2

C. 繩對(duì)MN的作用力不變

D. 繩對(duì)M、N的作用力變大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示的四條紙帶是某同學(xué)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的紙帶(紙帶的左端先通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)。從點(diǎn)痕的分布情況可以斷定:紙帶_____是勻速通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的,紙帶_____是越來(lái)越快的,紙帶_____是開(kāi)始越來(lái)越快,后來(lái)又越來(lái)越慢。若所用電源的頻率是50Hz,圖中紙帶D,從A點(diǎn)到B點(diǎn),歷時(shí)_____s,位移為_____m,這段時(shí)間內(nèi)紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度是_____m/sBC段的平均速度是_____m/s,而AD段的平均速度是_____m/s

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案