【題目】如圖所示,三塊擋板圍成截面邊長(zhǎng)L1.2m的等邊三角形區(qū)域,C、P、Q分別是MN、AMAN中點(diǎn)處的小孔,三個(gè)小孔處于同一豎直面內(nèi),MN水平,MN上方是豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E=4×10-4N /C。三角形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1;AMN以外區(qū)域有垂直紙面向外, 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B23B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)將一比荷q/m=108C/kg的帯正電的粒子,從O點(diǎn)由靜止釋放,粒子從MN小孔C進(jìn)入內(nèi)部勻強(qiáng)磁場(chǎng),經(jīng)內(nèi)部磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后直接垂直AN經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)進(jìn)入外部磁場(chǎng)。已知粒子最終回到了O點(diǎn),OC相距2m。設(shè)粒子與擋板碰撞過(guò)程中沒(méi)有動(dòng)能損失,且電荷量不變,不計(jì)粒子重力,不計(jì)擋板厚度,取π3。求:

1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大;

2)粒子從O點(diǎn)出發(fā),到再次回到O點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間;

3)若僅改變B2的大小,當(dāng)B2滿足什么條件時(shí),粒子可以垂直于MA經(jīng)孔P回到O點(diǎn)(若粒子經(jīng)過(guò)A點(diǎn)立即被吸收)。

【答案】123

【解析】

1)粒子從OC即為在電場(chǎng)中加速,則由動(dòng)能定理得:

解得v=400 m/s

帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。

由幾何關(guān)系可知

代入數(shù)據(jù)得

2)由題可知B2=3B1=2×10-5T

由運(yùn)動(dòng)軌跡可知:進(jìn)入電場(chǎng)階段做勻加速運(yùn)動(dòng),則

得到t1=0.01s

粒子在磁場(chǎng)B1中的周期為

則在磁場(chǎng)B1中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

在磁場(chǎng)B2中的運(yùn)動(dòng)周期為

在磁場(chǎng)B2中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

則粒子在復(fù)合場(chǎng)中總時(shí)間為:

3)設(shè)擋板外磁場(chǎng)變?yōu)?/span>,粒子在磁場(chǎng)中的軌跡半徑為r,則有

根據(jù)已知條件分析知,粒子可以垂直于MA經(jīng)孔P回到O點(diǎn),需滿足條件,其中k=01、2、3……

解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的矩形線圈兩邊邊長(zhǎng)分別為、,匝數(shù)為N,線圈總電阻為r,可繞與磁場(chǎng)方向垂直的固定對(duì)稱軸,轉(zhuǎn)動(dòng);線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)與兩個(gè)被此地緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))保持與定值電阻R相連接,在外力作用下線圈以恒定的角速度繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。(不計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸及滑環(huán)與電刷的摩擦)

(1)從線圈平面垂直磁場(chǎng)時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí),寫出線圈中瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的表達(dá)式(不必推導(dǎo))

(2)從線圈通過(guò)中性面(即線圈平面與磁場(chǎng)方向重直的位置)開(kāi)始計(jì)時(shí),求經(jīng)過(guò)周期的時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R的電荷量q;

(3)在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期的過(guò)程中,求電路中產(chǎn)生的總焦耳熱Q.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列與能量有關(guān)的說(shuō)法正確的是( )

A. 比結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核結(jié)合能越大

B. 根據(jù)玻爾理論,原子從低能態(tài)向高能態(tài)躍進(jìn)時(shí),核外電子動(dòng)能增大

C. 發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),入射光頻率增大,光電子的動(dòng)能增大

D. 一個(gè)氫原子處于的激發(fā)態(tài)向較低能級(jí)躍進(jìn),最多可放出3種頻率的光

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位置時(shí)間關(guān)系式為x=t2+2t+2(m),則關(guān)于該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)下列描述正確的是( )

A. 質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為a=1m/s2,初速度為v0=2m/s

B. 質(zhì)點(diǎn)在2s末的速度為v=4m/s

C. 質(zhì)點(diǎn)在前2s內(nèi)的位移為x=10m

D. 質(zhì)點(diǎn)在第2s內(nèi)的平均速度為=5m/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是使用__________(直流交流”)電源的計(jì)時(shí)儀器。假如電源頻率是20Hz時(shí),它每隔____s打一個(gè)點(diǎn)。

(2)某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所記錄的紙帶來(lái)研究小車的運(yùn)動(dòng)情況,實(shí)驗(yàn)中獲得一條紙帶,如圖,其中兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出。已知所用電源的頻率為50Hz,則打A點(diǎn)時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的速度為vA=__________m/s,小車運(yùn)動(dòng)的加速a=__________m/s2。(兩空都是保留三位有效數(shù)字)

(3)若當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交流電的頻率變?yōu)?/span>45Hz,但該同學(xué)并不知道,那么做實(shí)驗(yàn)的這個(gè)同學(xué)測(cè)得的物體加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比__________(選填偏大”“偏小不變”)

(4)若先打O點(diǎn),則加速度的方向__________。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】汽車由靜止開(kāi)始以的加速度作直線運(yùn)動(dòng),則( 。

A. 1秒內(nèi)的位移為0.05m

B. 2秒內(nèi)的位移為0.15m

C. 3秒未的速度為

D. 3秒內(nèi)的平均速度為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,三根相互平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線L1、L2L3兩兩等距,垂直紙面放置,均通有大小相等的電流IL1、L2中電流方向垂直紙面向里,L3中電流方向垂直紙面外.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A. L1L2L3處產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與L1、L2連線垂直

B. L2、L3L1處產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與L2、L3連線垂直

C. L1、L2L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為

D. L1、L2L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻速度大小為v1=4m/s,1s后的速率大小變?yōu)?/span>v2=10m/s,在這1s內(nèi)物體的加速度大。ā 。

A. 可能等于6 m/s2B. 一定等于6m/s2

C. 可能小于4m/s2D. 可能大于l0 m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖(a)所示,金屬線框靜止于斜面上并全部處于區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于斜 面、磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖(b)所示(規(guī)定垂直斜面向上為正方向)。則下列說(shuō)法 正確的是

A. 線框中感應(yīng)電流大小和方向均不變

B. MN 邊受到的安培力不變

C. MN 邊所受安培力沖量為零

D. 整個(gè)線框所受的摩擦力不變

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案