【題目】如圖所示,在xoy坐標(biāo)系內(nèi)存在一個(gè)以(a,0)為圓心、半徑為a的圓形磁場(chǎng)區(qū)域,方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B;另在y軸右側(cè)有一方向向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,分布于y≥a的范圍內(nèi).O點(diǎn)為質(zhì)子源,其出射質(zhì)子的速度大小相等、方向各異,但質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡均在紙面內(nèi).已知質(zhì)子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑也為a,設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m、電量為e,重力及阻力忽略不計(jì).求:

1)出射速度沿x軸正方向的質(zhì)子,到達(dá)y軸所用的時(shí)間;

2)出射速度與x軸正方向成30°角(如圖中所示)的質(zhì)子,到達(dá)y軸時(shí)的位置;

3)質(zhì)子到達(dá)y軸的位置坐標(biāo)的范圍;

【答案】(12y =a+Ba3)(a,a+2Ba

【解析】試題分析:(1)質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)洛倫茲力提供向心力得:

即:

出射速度沿x軸正方向的質(zhì)子,經(jīng)圓弧后以速度v垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:

質(zhì)子進(jìn)入電場(chǎng)后做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)a后到達(dá)y軸,由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律有:

即:

故所求時(shí)間為:

2)質(zhì)子轉(zhuǎn)過(guò)120°角后離開(kāi)磁場(chǎng),再沿直線(xiàn)到達(dá)圖中P點(diǎn),最后垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng),做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),并到達(dá)y軸,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中所示.

由幾何關(guān)系可得P點(diǎn)距y軸的距離為:x1=a+asin30°=15a

設(shè)在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t3,由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律有:

質(zhì)子在y軸方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),到達(dá)y軸時(shí)有:

所以質(zhì)子在y軸上的位置為:

3)若質(zhì)子在y軸上運(yùn)動(dòng)最遠(yuǎn),應(yīng)是質(zhì)子在磁場(chǎng)中沿右邊界向上直行,垂直進(jìn)入電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),

此時(shí)x′=2a

質(zhì)子在電場(chǎng)中在y方向運(yùn)動(dòng)的距離為:

質(zhì)子離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為:

由幾何關(guān)系可證得,此題中凡進(jìn)入磁場(chǎng)中的粒子,從磁場(chǎng)穿出時(shí)速度方向均與y軸平行,且只有進(jìn)入電場(chǎng)中的粒子才能打到y軸上,因此

質(zhì)子到達(dá)y軸的位置坐標(biāo)的范圍應(yīng)是(a,a+2Ba

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】如圖所示,豎直固定的光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球A,不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩通過(guò)固定在天花板上的大小可忽略的定滑輪O,連接小球A和小球B,虛線(xiàn)OC水平,此時(shí)連接小球A的細(xì)繩與水平面的夾角為60°,小球A恰能保持靜止.現(xiàn)在小球B的下端再掛一個(gè)小球Q,小球A可從圖示位置上升并恰好能到達(dá)C處.不計(jì)摩擦和空氣阻力,重力加速度為g.則(  )

A. 小球B質(zhì)量為 m

B. 小球B質(zhì)量為m

C. 小球A到達(dá)C處時(shí)的加速度為0

D. 小球A到達(dá)C處時(shí)的加速度為g

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【題目】長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿,一端系一質(zhì)量為m的小球,另一端固定于某點(diǎn),原來(lái)小球靜止于豎直面上,現(xiàn)給小球一個(gè)水平初速度,使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),并且能夠通過(guò)最高點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是(

A. 小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)最小速度為

B. 若小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度為,則桿給小球的作用力為0

C. 若小球在最高點(diǎn)時(shí)速度,則桿對(duì)小球的作用力一定向上

D. 小球在最低點(diǎn)時(shí),桿對(duì)小球的作用力一定向上

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示, 、兩點(diǎn)位于同一條豎直線(xiàn)上,從、兩點(diǎn)分別以速度、水平拋出兩個(gè)相同的小球,可視為質(zhì)點(diǎn),它們?cè)谒降孛嫔戏降?/span>點(diǎn)相遇.假設(shè)在相遇過(guò)程中兩球的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有受到影響,空氣阻力忽略不計(jì),則下列說(shuō)法不正確的是( 。

A. 兩個(gè)小球從、兩點(diǎn)同時(shí)拋出

B. 兩小球拋出的初速度

C. 點(diǎn)拋出的小球著地時(shí)水平射程較小

D. 點(diǎn)拋出的小球著地時(shí)重力的瞬時(shí)功率較大

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【題目】下列射線(xiàn)中,穿透本領(lǐng)最強(qiáng)的是(

A. α射線(xiàn) B. β射線(xiàn) C. γ射線(xiàn) D. 陰極射線(xiàn)

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【題目】下列現(xiàn)象中,屬于光的衍射現(xiàn)象的是( )

A. 雨后天空出現(xiàn)彩虹

B. 通過(guò)一個(gè)狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋

C. 海市蜃樓現(xiàn)象

D. 日光照射在肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下述說(shuō)法中正確的是

A. 一個(gè)物體的重力勢(shì)能從-2 J變化到-6 J,重力勢(shì)能增加了

B. 彈簧彈力做負(fù)功,彈簧系統(tǒng)的彈性勢(shì)能一定減小

C. 一個(gè)物體所受合外力為零,它的機(jī)械能不一定守恒

D. 合外力對(duì)物體做正功,物體的動(dòng)能可能減小

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【題目】某位工人師傅用如圖所示的裝置,將重物從地面沿豎直方向拉到樓上,在此過(guò)程中,工人師傅沿地面以速度v向右勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),當(dāng)質(zhì)量為m的重物上升高度為h時(shí)輕繩與水平方向成α角,(重力加速度大小為g,滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì))在此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是

A. 人的速度比重物的速度小

B. 輕繩對(duì)重物的拉力小于重物的重力

C. 重物的加速度不斷增大

D. 繩的拉力對(duì)重物做功為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量為m的汽車(chē)在平直路面上啟動(dòng),啟動(dòng)過(guò)程的速度圖象如圖所示,從t1時(shí)刻起汽車(chē)的功率保持不變,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)所受阻力恒為Ff,則( )

A. 0~t1時(shí)間內(nèi),汽車(chē)的牽引力等于

B. t1~t2時(shí)間內(nèi),汽車(chē)的功率等于

C. 汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的最大速度等于

D. t1~t2時(shí)間內(nèi),汽車(chē)的平均速度小于

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