【題目】如圖所示,水平虛線abcd在同一豎直平面內(nèi),間距為L,中間存在著方向向右與虛線平行的勻強電場,虛線cd的下側(cè)存在一圓形磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外,圓形磁場與虛線cd相切于M點。一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子由電場上邊界的S點以速度v0垂直電場方向進人電場,經(jīng)過一段時間粒子從M點離開電場進人磁場,粒子在磁場中的速度大小為2v0,經(jīng)偏轉(zhuǎn)后,粒子由虛線cd上的N點垂直于虛線返回勻強電場且剛好再次回到S點。粒子重力忽略不計,求:

1SM兩點間的距離;

2)圓形磁場的半徑r以及磁感應(yīng)強度B的大。

3)帶電粒子在整個運動過程中的總時間。

【答案】1;(2,;(3

【解析】

1)根據(jù)題意作出粒子的運動軌跡如圖所示

在電場中,粒子帶正電,從SM過程中做類平拋運動,在豎直方向做勻速直線運動,則有

M點,沿水平方向的速度

所以粒子的側(cè)位移

SM兩點間的距離

2)在M處,由速度關(guān)系知

解得

粒子在電場中從N返回S過程中的時間為

根據(jù)位移時間公式有

解得

由幾何關(guān)系知,在

中,帶電粒子的軌道半徑為

粒子在磁場中,根據(jù)洛倫茲力提供向心力有

解得

由圖知,為等邊三角形,所以圓形磁場區(qū)域的半徑

3)帶電粒子在磁場中運動的周期,由幾何知識可知,帶電粒子在磁場中運動軌跡對應(yīng)的圓心角為,則帶電粒子在磁場中運動的時間為

粒子從T點飛出磁場到達N點過程中

所以粒子從S點出發(fā)到再次返回到S點的時間為

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組描繪規(guī)格為“2.5V0.6W”的小燈泡的I-U特性曲線,實驗室提供下列器材:

A.電流表A1(量程為0~25mA,內(nèi)阻約2Ω)

B.電流表A2(量程為0~300mA,內(nèi)阻約0.2Ω)

C.電壓表V1(量程為0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)

D.電壓表V2(量程為0~15V,內(nèi)阻約15kΩ)

E.滑動變阻器R1(0~10Ω,額定電流1.5A)

F.滑動變阻器R2(0~1000Ω,額定電流0.5A)

G.直流電源(電動勢6V,內(nèi)阻忽略不計)

H.電鍵一個、導線若干

(1)實驗中所用的電流表、電壓表和滑動變阻器分別選擇__________(填選項前的字母).

A. B. C. D.

(2)若采用如圖1所示的電路描繪小燈泡的伏安特性曲線,電壓表的右端應(yīng)與電路中的____點相連(選填“a”“b”)

(3)開關(guān)閉合之前,圖1中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于____端(選填“c”、“d”“cd中間”)

(4)測量后,該小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù),利用Excel擬合出小燈泡的I-U特性曲線如圖2所示.結(jié)合所畫出的I-U特性曲線,現(xiàn)將一個電動勢為3.6V,內(nèi)阻為12Ω的電源只與該小燈泡組成電路,則該小燈泡的實際功率約為_______W.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖(1)所示,傾角為θ(θ<45°)的斜面ABC固定在水平地面上,置于斜面上的滑塊P恰能沿斜面勻速下滑,已知滑塊P從斜面頂端滑至底端的過程中,重力勢能減小量為K.重力加速度為g.現(xiàn)將該斜面逆時針旋轉(zhuǎn)90°后仍固定在水平地面上(如圖(2)所示),在滑塊P從斜面頂端由靜止釋放下滑至底端的過程中,能求出滑塊 (  )

A.下滑至底端時的速度

B.下滑過程中的加速度

C.下滑至底端時的動能

D.下滑至底端時重力的功率

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在xOy直角坐標平面內(nèi)-m≤x0的區(qū)域有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B0.32 T0≤x2.56 m的區(qū)域有沿方向的勻強電場。在x軸上坐標為S點有一粒子源,它一次能沿紙面同時向磁場內(nèi)每個方向各發(fā)射一個比荷5.0×107 C/kg,速率v1.6×106 m/s的帶正電粒子。若粒子源只發(fā)射一次,其中只有一個粒子Z剛好能到達電場的右邊界,不計粒子的重力和粒子間的相互作用。求:

(1)帶電粒子在磁場中運動的軌道半徑r;

(2)電場強度的大小EZ粒子從S點發(fā)射時的速度方向與磁場左邊界的夾角θ;

(3)Z粒子第一次剛進入電場時,還未離開過磁場的粒子占粒子總數(shù)的比例η。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab垂直放置在光滑水平導軌上,導軌由兩根足夠長、間距為d的平行金屬桿組成,其電阻不計,在導軌左端接有阻值R的電阻,金屬棒與導軌接觸良好,整個裝置位于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。從某時刻開始,導體棒在水平外力F的作用下向右運動(導體棒始終與導軌垂直),水平外力隨著金屬棒位移變化的規(guī)律如圖乙所示,當金屬棒向右運動位移x時金屬棒恰好勻速運動。則下列說法正確的是(

A.導體棒ab勻速運動的速度為

B.從金屬棒開始運動到恰好勻速運動,電阻R上通過的電量為

C.從金屬棒開始運動到恰好勻速運動,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱

D.從金屬棒開始運動到恰好勻速運動,金屬棒克服安培力做功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2019115143分,中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭,成功發(fā)射第49顆北斗導航衛(wèi)星,該衛(wèi)星發(fā)射成功,標志著北斗三號系統(tǒng)3IGSO衛(wèi)星(傾斜地球同步軌道衛(wèi)星)全部發(fā)射完畢。該衛(wèi)星在軌道上運動的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,但該軌道平面與赤道平面有一定的夾角,因此該軌道也被稱為傾斜同步軌道,根據(jù)以上信息請判斷,下列說法中不正確的是( 。

A.該衛(wèi)星做勻速圓周運動的圓心一定是地球的球心

B.該衛(wèi)星離地面的高度等于地球同步衛(wèi)星離地面的高度

C.地球?qū)υ撔l(wèi)星的萬有引力一定等于地球?qū)Φ厍蛲叫l(wèi)星的萬有引力

D.只要傾角合適,處于傾斜同步軌道上的衛(wèi)星可以在每天的固定時間經(jīng)過同一城市的上空

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑的光滑四分之一圓軌道MN豎直固定放置,末端N與一長的水平傳送帶相切,水平銜接部分摩擦不計,傳動輪(輪半徑很。┳鲰槙r針轉(zhuǎn)動,帶動傳送帶以恒定的速度v0運動。傳送帶離地面的高度,其右側(cè)地面上有一直徑的圓形洞,洞口最左端的A點離傳送帶右端的水平距離,B點在洞口的最右端。現(xiàn)使質(zhì)量為的小物塊從M點由靜止開始釋放,經(jīng)過傳送帶后做平拋運動,最終落入洞中,傳送帶與小物塊之間的動摩擦因數(shù),g10m/s2,求:

(1)小物塊到達圓軌道末端N時對軌道的壓力;

(2),求小物塊在傳送帶上運動的時間;

(3)若要使小物塊能落入洞中,求v0應(yīng)滿足的條件。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有一種電四極子的電荷分布及位置關(guān)系如圖所示。A、B兩點位于負電荷的同側(cè),與負電荷的距離分別為3ll。下列說法正確的是(  )

A.A、B兩點場強的大小關(guān)系

B.AB兩點電勢的高低關(guān)系

C.電子在A點的電勢能小于在B點的電勢能

D.將一重力不計正點電荷由A點靜止釋放,將做加速度逐漸增大的加速運動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】靜止在湖面的小船上有兩個人分別向相反方向水平拋出質(zhì)量相同的小球,甲向左拋,乙向右拋,如圖所示.甲先拋,乙后拋,拋出后兩小球相對岸的速率相等,若不計水的阻力,則下列說法中正確的是(

A.兩球拋出后,船往左以一定速度運動,乙球受到的沖量大一些

B.兩球拋出后,船往右以一定速度運動,甲球受到的沖量大一些

C.兩球拋出后,船的速度為零,甲球受到的沖量大一些

D.兩球拋出后,船的速度為零,兩球所受的沖量相等

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