(2013?涼山州模擬)如圖,在x軸上方有一方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),有一質(zhì)量為m,電量為q的粒子以初速v0從M點(diǎn)沿y軸正方向射入,從x軸上的N點(diǎn)射出,射出時(shí)速度方向與x軸的負(fù)方向夾角θ,已知θ=30°,N點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為L(zhǎng)(忽略重力).
(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(2)當(dāng)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí),在y軸右方再加一勻強(qiáng)電場(chǎng),使帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到x軸上的P點(diǎn)(未畫出)時(shí)速度方向與x軸的正方向夾角也為θ,求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小與方向.
(3)在(2)問中粒子從P點(diǎn)射出后再次運(yùn)動(dòng)到x軸上的Q點(diǎn)(未畫出),求:Q點(diǎn)坐標(biāo)及從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的總時(shí)間t.
分析:(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),畫出軌跡后,結(jié)合幾何關(guān)系求解出半徑;然后結(jié)合洛倫茲力提供向心力列式求解;
(2)帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡,根據(jù)平衡條件確定電場(chǎng)力大小和方向,然后進(jìn)一步求解電場(chǎng)強(qiáng)度;
(3)粒子從P點(diǎn)射出后做類似平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)類似平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式列式求解Q點(diǎn)的坐標(biāo);磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間根據(jù)公式t=
θ
T
求解,電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間根據(jù)類似平拋運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)公式列式求解.
解答:解:(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示:

結(jié)合幾何關(guān)系,知:R+Rsin30°=L
解得:R=
2
3
L

粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,有:
qv0B=m
v
2
0
R

解得:B=
3mv0
2qL

(2)根據(jù)題中條件知:電場(chǎng)力與洛倫茲力方向相反,大小相等,有:
Eq=qv0B
得帶E的大。篍=
3m
v
2
0
2qL

方向向右上與x軸夾角為60°(與y軸夾角為30°);
(3)粒子從P到Q類似平拋
PQsinθ=
Eq
2m
t2

PQcosθ=v0t
t=
2
3
mv0
3Eq
=
4
3
9v0
L

PQ=
8L
9

由題圖中:
ON=R+Rsin30°=
3
2
R=L

NP=(Rcos30°+Rcos30°)tan60°=3R=2L
OQ=ON+NP+PQ=L+2L+
8
9
L
=
35
9
L
Q點(diǎn)坐標(biāo)為:(
35
9
L,0)
M到D時(shí)間:t1=
1
3
T=
4πL
9v0

D到P時(shí)間:t2=
Rcos30°+Rcos30°
sin30°v0
=
4
3
3v0
L

MQ運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間:T=t1+t2+t3=
4πL
9v0
+
16
3
9v0
L
=
4π+16
3
9v0
L
;
答:(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為
3mv0
2qL

(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小為
3m
v
2
0
2qL
,方向?yàn)橄蛴疑吓cx軸夾角為60°.
(3)Q點(diǎn)坐標(biāo)及從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的總時(shí)間t為
4π+16
3
9v0
L
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵明確粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,然后畫出運(yùn)動(dòng)軌跡,分磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)、復(fù)合場(chǎng)中的勻速運(yùn)動(dòng)、電場(chǎng)中類似平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究.
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013四川省涼山州二模)如圖所示,A、B、C是三個(gè)物體同時(shí)同地開始運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖象,在時(shí)間t0內(nèi)下列說法正確的是

  A.A、C做曲線運(yùn)動(dòng),B做直線運(yùn)動(dòng)

  B.A、B、C都是直線運(yùn)動(dòng),平均速度相等

  C.A的路程最長(zhǎng),B的路程比C的路程短

  D.A做減速運(yùn)動(dòng),B做勻速運(yùn)動(dòng),C做加速運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013四川省涼山州二模)中國(guó)首艘航母“遼寧號(hào)”已投入使用,殲-15是我國(guó)自主研制的重型轟炸機(jī),具備優(yōu)秀艦載機(jī)特點(diǎn)。2012年11月,殲-15艦載機(jī)在“遼寧號(hào)”上成功完成首次上艦飛行試驗(yàn),是我國(guó)航空、艦船技術(shù)發(fā)展的重大跨越。假若有一質(zhì)量M=8×l03kg的戰(zhàn)機(jī)在某一航母上采用滑行起動(dòng)加速達(dá)到60m/s的起飛速度飛離航母,甲板的水平跑道長(zhǎng)150m。設(shè)戰(zhàn)機(jī)起飛的過程為勻加速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中地面、空氣的平均阻力為機(jī)重的0.15倍,且航母保持靜止。(g=10m/s2

    求:(1)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的平均推力大小。

   (2)假若航母跑道只有120米長(zhǎng),現(xiàn)代航母主要采用彈射系統(tǒng)給戰(zhàn)機(jī)以一定初速度,求這種方法下彈射系統(tǒng)使戰(zhàn)機(jī)具有的最小速度,及此過程彈射系統(tǒng)對(duì)戰(zhàn)機(jī)所做的功。

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