【題目】如圖所示,虛線圓內(nèi)存在方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),虛線圓與x軸相切,切點(diǎn)是坐標(biāo)原點(diǎn)O.質(zhì)量為m、電荷量為e的大量電子從O處沿xOy平面射入第一象限,射入時(shí)速度方向不同,速度大小均為v0.已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,虛線圓的半徑為,熒光屏MN與y軸平行,不計(jì)電子重力.
(1)證明這些電子穿過(guò)磁場(chǎng)后都能垂直打到熒光屏上;
(2)求熒光屏上光斑的長(zhǎng)度;
(3)用陰影畫(huà)出電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的范圍,并求出該范圍的面積.
【答案】(1)電子穿過(guò)磁場(chǎng)后都能垂直打到熒光屏上 (2) (3)
【解析】
由題中“虛線圓內(nèi)存在方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)”可知,本題主要考察帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況,根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、洛倫茲力提供向心力、圓周運(yùn)動(dòng)和部分幾何知識(shí)可分析求解
(1)如圖所示
設(shè)某電子從A點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)圓,O’為磁場(chǎng)圓的圓心,O’’為電子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心,連接OO’、O’A、AO’’、O’’O.電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得
解得
R=
因?yàn)榇艌?chǎng)圓半徑等于軌跡圓半徑,故
則四邊形OO’AO’’為菱形.可得AO’’∥O’O,又因?yàn)?/span>O’O垂直于x軸,所以電子從A離開(kāi)磁場(chǎng)圓時(shí)速度方向平行于x軸向左,即電子穿過(guò)磁場(chǎng)后都能垂直打到熒光屏上.
(2)如圖所示,初速度沿x軸正方向的電子,沿弧OB運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn),為熒光屏上光斑的最高點(diǎn),初速度沿y軸正方向的電子,沿弧OC運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),為熒光屏上光斑的最低點(diǎn),光斑長(zhǎng)度
.
(3)電子在磁場(chǎng)圓中運(yùn)動(dòng)的范圍如圖中陰影部分所示.
面積大小為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,四個(gè)相同的電流表分別改裝成兩個(gè)安培表和兩個(gè)伏特表,安培表A1的量程大于A2的量程,伏特表V1的量程大于V2的量程,把它們按圖接入電路中,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.安培表A1的偏轉(zhuǎn)角大于安培表A2的偏轉(zhuǎn)角
B.安培表A1的讀數(shù)小于安培表A2的讀數(shù)
C.伏特表V1的讀數(shù)小于伏特表V2的讀數(shù)
D.伏特表V1的偏轉(zhuǎn)角等于伏特表V2的偏轉(zhuǎn)角
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,由三個(gè)鋁制薄板互成120°角均勻分開(kāi)的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別用表示.現(xiàn)有帶電粒子自a點(diǎn)垂直Oa板沿逆時(shí)針?lè)较蛏淙氪艌?chǎng)中,帶電粒子完成一周運(yùn)動(dòng),在三個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1∶2∶3,軌跡恰好是一個(gè)以O為圓心的圓,則其在b、c處穿越鋁板所損失的動(dòng)能之比為
A. 1∶1 B. 5∶3
C. 3∶2 D. 27∶5
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里,一帶電微粒從磁場(chǎng)邊界d點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入,沿曲線dpa打到屏MN上的a點(diǎn),通過(guò)pa段用時(shí)為t,若該微粒經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí),與一個(gè)靜止的不帶電微粒碰撞并結(jié)合為一個(gè)新微粒,最終打到屏MN上。兩個(gè)微粒所受重力均忽略。新微粒運(yùn)動(dòng)的 ( )
A. 軌跡為Pb,至屏幕的時(shí)間將小于t
B. 軌跡為Pc,至屏幕的時(shí)間將大于t
C. 軌跡為Pb,至屏幕的時(shí)間將等于t
D. 軌跡為Pa,至屏幕的時(shí)間將大于t
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)量為5 g的子彈以300 m/s的速度水平射向被懸掛著質(zhì)量為500 g的木塊,設(shè)子彈穿過(guò)木塊后的速度為100 m/s,重力加速度取10 m/s2,則:
(1)試用動(dòng)量定理證明子彈打擊木塊的過(guò)程中,子彈和木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒;
(2)求子彈穿過(guò)木塊后的瞬間,木塊獲得的速度大小;
(3)求木塊上升的最大高度.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線,M、N、P、Q是它們的交點(diǎn),四點(diǎn)處的電勢(shì)分別為、、、,一電子由M點(diǎn)分別到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等,則( )
A.直線a位于某一等勢(shì)面內(nèi),
B.直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi),
C.若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做正功
D.若電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于胡克定律,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.由F=kx可知,在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧形變量x成正比
B.由可知,勁度系數(shù)k與彈力F成正比,與彈簧的形變量成反比
C.彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質(zhì)決定的,與彈力F的大小和彈簧形變量x的大小無(wú)關(guān)
D.彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)單位長(zhǎng)度時(shí)彈力的大小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受合外力做功和動(dòng)能變化的關(guān)系正確的是( 。
A.如果物體所受合外力為零,則合外力對(duì)物體做的功一定為零
B.如果合外力對(duì)物體所做的功為零,則合外力一定為零
C.物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能一定發(fā)生變化
D.物體的動(dòng)能不變,所受合外力一定為零
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,物體A和B的質(zhì)量均為m,分別與跨過(guò)定滑輪的輕繩連接(不計(jì)繩與輪、滑輪與軸之間的摩擦),用水平變力F拉物體A沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。則( 。
A.物體B做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.物體B處于超重狀態(tài)
C.物體B的加速度逐漸增大D.物體B的加速度逐漸減小
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