【題目】如圖所示,M、N、P為很長(zhǎng)的平行邊界面,M、N與M、P間距分別為l1、l2 , 其間分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1和B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),Ⅰ和Ⅱ磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,B1≠B2 , 有一帶正電粒子的電量為q,質(zhì)量為m,以某一初速度垂直邊界N及磁場(chǎng)方向射入MN間的磁場(chǎng)區(qū)域.不計(jì)粒子的重力.求:

(1)要使粒子能穿過Ⅰ磁場(chǎng)進(jìn)入Ⅱ磁場(chǎng),粒子的初速度v0至少應(yīng)為多少?
(2)若粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的初速度v1= ,則粒子第一次穿過Ⅰ磁場(chǎng)的時(shí)間t1是多少?
(3)粒子初速度v為多少時(shí),才可恰好穿過兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域.

【答案】
(1)解:粒子的初速度為v0時(shí)恰好能進(jìn)入Ⅱ磁場(chǎng),則進(jìn)入Ⅱ磁場(chǎng)時(shí)速度恰好沿M邊界,所以半徑為r=l1,則

B1qv0=

解得:

答:要使粒子能穿過Ⅰ磁場(chǎng)進(jìn)入Ⅱ磁場(chǎng),粒子的初速度v0至少應(yīng)為 ;


(2)解:粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),

B1q

解得:r1=2l1

粒子在Ⅰ磁場(chǎng)中作勻速圓周對(duì)應(yīng)的圓心角為α,

sinα= =

所以:α=

所以第一次穿過Ⅰ磁場(chǎng)的時(shí)間為: =

答:若粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的初速度 ,則粒子第一次穿過Ⅰ磁場(chǎng)的時(shí)間t1 ;


(3)解:設(shè)粒子速度為v時(shí),粒子在B2磁場(chǎng)中的軌跡恰好與P邊界相切,軌跡如圖所示,

由Bqv= 可得: ,

sinθ= =

粒子在B2中運(yùn)動(dòng)有:R2﹣R2sinθ=l2

解得:v=

答:粒子初速度v為 時(shí),才可恰好穿過兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域.


【解析】(1)粒子的初速度為v0時(shí)恰好能進(jìn)入Ⅱ磁場(chǎng),則進(jìn)入Ⅱ磁場(chǎng)時(shí)速度恰好沿M邊界,根據(jù)洛倫茲力提供向心力公式即可求解;(2)先求出運(yùn)動(dòng)的半徑,再求出粒子在Ⅰ磁場(chǎng)中作勻速圓周對(duì)應(yīng)的圓心角為α,結(jié)合周期公式即可求解;(3)設(shè)粒子速度為v時(shí),粒子在B2磁場(chǎng)中的軌跡恰好與P邊界相切,畫出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡圖,根據(jù)半徑公式結(jié)合幾何關(guān)系即可求解.
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解洛倫茲力的相關(guān)知識(shí),掌握洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功,以及對(duì)感應(yīng)電流的方向的理解,了解通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向:跟電流方向和磁感線方向有關(guān).(左手定則).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直放置的光滑絕緣環(huán)上套有一帶正電的小球,勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右,小球繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),那么以下說法正確的是( )

A.在B點(diǎn)小球有最大的重力勢(shì)能
B.在A點(diǎn)小球有最小的電勢(shì)能
C.在C點(diǎn)小球有最大的機(jī)械能
D.在D點(diǎn)小球有最大的動(dòng)能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一定質(zhì)量的理想氣體,由狀態(tài)a經(jīng)過ab過程到達(dá)狀態(tài)b或者經(jīng)過ac過程到達(dá)狀態(tài)c.設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為Tb和Tc , 在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac , 則( )

A.Tb>Tc , Qab>Qac
B.Tb>Tc , Qab<Qac
C.Tb=Tc , Qab>Qac
D.Tb=Tc , Qab<Qac

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】地面附近空間中存在著水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),已知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,一個(gè)帶電油滴能沿一條與豎直方向成α角的直線MN運(yùn)動(dòng)(MN在垂直于磁場(chǎng)方向的平面內(nèi)),如圖所示,則以下判斷中正確的是( )

A.如果油滴帶正電,它是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)
B.如果油滴帶正電,它是從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)
C.如果電場(chǎng)方向水平向左,油滴是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)
D.如果電場(chǎng)方向水平向右,油滴是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)

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【題目】在粗測(cè)金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)中,用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖甲所示,讀數(shù)為 mm,再用多用電表“×10”歐姆檔對(duì)金屬導(dǎo)線電阻進(jìn)行測(cè)量,指針處于a位置,如圖乙所示,為更準(zhǔn)確測(cè)量,應(yīng)換用檔進(jìn)行測(cè)量(填“×l”或“×100”),若多用電表的選擇開關(guān)處于正確的檔位,指針處于b位置,此時(shí)的讀數(shù)是Ω.

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【題目】如圖所示,靜止在水平面上的物體,所受重力為200N,物體和水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,最大靜摩擦力為25N。求下列情況中物體受到摩擦力的大小

1)當(dāng)給物體施加一個(gè)水平向左、大小為F1=10 N的拉力時(shí);

2)當(dāng)給物體施加一個(gè)水平向左、大小為F2=22 N的拉力時(shí);

3)當(dāng)給物體施加一個(gè)水平向左、大小為F3=30 N的拉力時(shí)。

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【題目】2017427日晚,天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船和天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室的組合體,在距地面393公里的太空軌道,在高速飛行中點(diǎn)滴不漏地完成了推進(jìn)劑補(bǔ)加,完成了太空加油任務(wù),全國上下為之振奮。如圖所示,假設(shè)發(fā)射飛船的火箭,某段時(shí)間內(nèi)由地面豎直向上運(yùn)動(dòng),該段時(shí)間內(nèi)其豎直方向上的v-t圖象可簡(jiǎn)化為如圖所示,由圖象可知

A. 0t1時(shí)間內(nèi)火箭的加速度小于t1t2時(shí)間內(nèi)火箭的加速度

B. 0t2時(shí)間內(nèi)火箭上升,t2t3時(shí)間內(nèi)火箭下落

C. t2時(shí)刻火箭離地面最遠(yuǎn)

D. t3時(shí)刻火箭回到地面

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【題目】如圖所示,AC、BD為圓的兩條互相垂直的直徑,圓心為O,半徑為R.電荷量均為Q的正、負(fù)點(diǎn)電荷放在圓周上,它們的位置關(guān)于AC對(duì)稱,+Q與O點(diǎn)的連線和OC間夾角為30°.下列說法正確的是( )

A.O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為
B.O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為
C.B,D兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系是:BD
D.電荷量為+q的點(diǎn)電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在C點(diǎn)的電勢(shì)能

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【題目】現(xiàn)有a、b、c三束單色光,其波長(zhǎng)關(guān)系為λa>λb>λc , 用b光束照射某種金屬時(shí),恰能發(fā)生光電效應(yīng).若分別用a光束和c光束照射該金屬,則可以斷定( )
A.a光束照射時(shí),不能發(fā)生光電效應(yīng)
B.c光束照射時(shí),不能發(fā)生光電效應(yīng)
C.a光束照射時(shí),釋放出的光電子數(shù)目最多
D.c光束照射時(shí),釋放出的光電子的最大初動(dòng)能最大

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