【題目】如圖所示,直線y=xy軸之間有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),直線x=dy=x間有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度,另有一半徑R=1.0m的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)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=dx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軸的正方形以速度進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,且第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與直線y=x垂直。粒子速度大小,粒子的比荷為,粒子重力不計(jì)。求:

(1)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑r

(2)坐標(biāo)d的值;

(3)要使粒子無(wú)法運(yùn)動(dòng)到x軸的負(fù)半軸,則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件;

(4)(2)問(wèn)的基礎(chǔ)上,粒子從開(kāi)始進(jìn)入圓形磁場(chǎng)至第二次到達(dá)直線y=x上的最長(zhǎng)時(shí)間(,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

【答案】(1)r=1m (2) (3) (4)

【解析】

解:(1) 由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)可得:

解得粒子運(yùn)動(dòng)的半徑:

(2) 粒子進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)以后,做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)的水平位移為,豎直位移為

水平方向:

豎直方向:

聯(lián)立解得:,

由圖示幾何關(guān)系得:

解得:

(3)若所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,粒子恰好垂直打在軸上,粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)半徑為

由如圖所示幾何關(guān)系得:

由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)可得:

解得:

若所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與軸相切,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑為

p>由如圖所示幾何關(guān)系得:

由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)可得:

解得

綜上,磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件為

(4)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,則有:

解得:

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】如圖甲所示,質(zhì)量為m=1Kg的物體置于傾角為的固定且足夠長(zhǎng)的斜面上,t=0時(shí)刻對(duì)物體施加沿斜面向上的拉力F,使物體開(kāi)始沿斜面上滑,作用一段時(shí)間t撤去拉力F,物體速度的平方與位移之間的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知g=10ms2,sin37°=0.6。下列說(shuō)法正確的是

A. 物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

B. 撤去拉力的時(shí)刻為t=0.5s

C. 拉力F的大小為24.5N

D. 物體沿斜面上滑過(guò)程中克服摩擦力所做的功為10J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器兩極板水平放置,現(xiàn)將其接在電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源上,電容器下極板接地,靜電計(jì)所帶電荷量可忽略。閉合開(kāi)關(guān)S,一帶電油滴恰好靜止于兩板間的P點(diǎn),現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離,則下列說(shuō)法正確的是(

A. 平行板電容器的電容將變大

B. 靜電計(jì)指針張角變小

C. P點(diǎn)的電勢(shì)增大

D. 油滴仍將保持靜止

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】物塊先沿軌道1從點(diǎn)由靜止下滑至底端點(diǎn),后沿軌道2從點(diǎn)由靜止下滑經(jīng)點(diǎn)至底端點(diǎn),,如圖所示.物塊與兩軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,不考慮物塊在點(diǎn)處撞擊的因素,則在物塊整個(gè)下滑過(guò)程中

A. 物塊受到的摩擦力相同

B. 沿軌道1下滑時(shí)的位移較小

C. 物塊滑至點(diǎn)時(shí)速度大小相同

D. 兩種情況下?lián)p失的機(jī)械能相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】物塊先沿軌道1A點(diǎn)由靜止下滑至底端B點(diǎn),后沿軌道2A點(diǎn)由靜止下滑經(jīng)C點(diǎn)至底端B點(diǎn),AC=CB,如圖所示.物塊與兩軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,不考慮物塊在C點(diǎn)處撞擊的能量損失,則在物塊整個(gè)下滑過(guò)程中

A. 沿軌道1下滑時(shí)的位移較小

B. 沿軌道2下滑時(shí)損失的機(jī)械能較少.

C. 物塊受到的摩擦力相同.

D. 物塊滑至B點(diǎn)時(shí)速度大小相同.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用石墨烯制作超級(jí)纜繩,人類搭建太空電梯的夢(mèng)想有望在本世紀(jì)實(shí)現(xiàn)?茖W(xué)家們?cè)O(shè)想,通過(guò)地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站,電梯倉(cāng)沿著這條纜繩運(yùn)行實(shí)現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換。下列有關(guān)電梯倉(cāng)的說(shuō)法正確的是

A. 電梯倉(cāng)停在地球同步軌道站,纜繩對(duì)它有作用力

B. 電梯倉(cāng)停在地球同步軌道站,纜繩對(duì)它無(wú)作用力

C. 電梯倉(cāng)停在中間位置,纜繩對(duì)它有沿繩指向地心的作用力

D. 電梯倉(cāng)停在中間位置,纜繩對(duì)它有沿繩背向地心的作用力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】已知一無(wú)限長(zhǎng)的直導(dǎo)線中通有電流時(shí),該直導(dǎo)線周圍某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與該點(diǎn)到直線的距離成反比,與電流大小成正比。如圖所示,兩條平行長(zhǎng)直導(dǎo)線中通以大小相等、方向相反的電流,其中A導(dǎo)線電流垂直紙面向里,B導(dǎo)線電流垂直紙面向外,CAB的中點(diǎn)。則下列說(shuō)法正確的是(  )

A. AB兩點(diǎn)之間的連線上,C點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小

B. 在圖中連線上,A點(diǎn)左側(cè)不同位置磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不同

C. C點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向在紙面內(nèi)垂直AB向上

D. 兩條平行長(zhǎng)直導(dǎo)線在安培力的作用下相互吸引

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】設(shè)想若能駕駛一輛由火箭作動(dòng)力的汽車沿赤道行駛,并且相對(duì)地球速度可以任意增加,忽略空氣阻力及汽車質(zhì)量變化。當(dāng)汽車速度增加到某一值時(shí),汽車也將離開(kāi)地球表面成為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的航天汽車。對(duì)此下列說(shuō)法正確的是( )(已知地球半徑R約為6400km,g=9.8m/s2

A. 汽車離開(kāi)地球的瞬間速度大小至少達(dá)到7.9km/s

B. 航天汽車飛離地球表面高度越大,繞地球圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能越大

C. 航天汽車環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期可達(dá)到1h

D. 航天汽車上的水銀氣壓計(jì)無(wú)法正常使用

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑的水平面上靜止著足夠長(zhǎng)、質(zhì)量為m的木板,有三個(gè)質(zhì)量均為m的木塊12、3,木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為.開(kāi)始時(shí),木塊3靜止在長(zhǎng)木板上的某一位置,木塊12分別以初速度、同時(shí)從長(zhǎng)木板的左端和右端滑上長(zhǎng)木板,最后所有的木塊與木板相對(duì)靜止.已知重力加速度為g,三個(gè)木塊均不會(huì)發(fā)生相互碰撞,求:

(1)木塊1相對(duì)長(zhǎng)木板發(fā)生的位移;

(2)木塊2相對(duì)長(zhǎng)木板發(fā)生的位移.

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