【題目】如圖所示，兩平行金屬板E、F之間電壓為U，兩足夠長(zhǎng)的平行邊界MN、PQ區(qū)域內(nèi)，有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的粒子(不計(jì)重力)，由E板中央處?kù)o止釋放，經(jīng)F板上的小孔射出后，垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，且進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與邊界MN成60°角，磁場(chǎng)MN和PQ邊界距離為d。求：

(1)粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度；

(2)若粒子最終從磁場(chǎng)邊界MN離開(kāi)磁場(chǎng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的范圍。

【答案】(1)；(2)

【解析】

(1)粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理可以求出粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度；

(2) 根據(jù)題意作出粒子從MN邊界離開(kāi)磁場(chǎng)的臨界運(yùn)動(dòng)軌跡，求出其軌道半徑，應(yīng)用牛頓第二定律求出臨界磁感應(yīng)強(qiáng)度，然后確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的范圍。

(1) 粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理有：

解得：；

(2) 粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡剛好與PQ相切時(shí)的軌道半徑，是粒子從邊界MN離開(kāi)磁場(chǎng)最大軌道半徑，如圖

由幾何知識(shí)得：d=r+rsin30°，

粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，

由牛頓第二定律得：

解得：

粒子最終從磁場(chǎng)邊界MN離開(kāi)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度：。

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，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與過(guò)陶罐球心O的對(duì)稱(chēng)軸OO′重合，轉(zhuǎn)臺(tái)以一定角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)罐壁靜止，它和O點(diǎn)的連線(xiàn)與OO′之間的夾角為θ，已知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)為μ，重力加速度大小為g．

（1）若ω=ω0，若小物塊受到的摩擦力恰好為零，求ω0；

（2）求要使小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)陶罐壁靜止，求陶罐轉(zhuǎn)動(dòng)的最大值角速度．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，從地面上同一位置拋出兩小球A、B，其中A質(zhì)量是B質(zhì)量的兩倍，最終分別落在地面上的M、N兩點(diǎn)，兩球運(yùn)動(dòng)的最大高度相同。不計(jì)空氣阻力，則

A. 小球A的加速度是小球B的加速度的兩倍

B. 小球A的飛行時(shí)間是小球B的飛行時(shí)間的兩倍

C. 小球B落地時(shí)的速度比小球A落地時(shí)的速度小

D. 小球B在最高點(diǎn)的速度比小球A在最高點(diǎn)的速度大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的敘述正確的是　　

A. 電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與該點(diǎn)檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力成正比

B. 電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與該點(diǎn)檢驗(yàn)電荷的電荷量成正比

C. 電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就是檢驗(yàn)電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向

D. 電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)在數(shù)值上等于單位電荷受到的電場(chǎng)力

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，ABC為絕緣軌道，AB部分是半徑R=40cm的光滑半圓軌道，P是半圓軌道的中點(diǎn)，BC部分水平，整個(gè)軌道處于E=1×103 V/m的水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一小滑塊質(zhì)量m=40g，帶電量q=1×10—4C，它與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，g取10m/s2，求：

（1）要使小滑塊能運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，滑塊應(yīng)在BC軌道上離B多遠(yuǎn)處?kù)o止釋放？

（2）在上述情況中，小滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力大小為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，輕桿一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)．小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，桿與小球間彈力大小為F，小球在最高點(diǎn)的速度大小為v，其F－v2圖象如圖乙圖所示．則（ ）

A．小球的質(zhì)量為bR/a

B．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮閎/R

C．v2＝c時(shí)，小球?qū)U的彈力方向向上

D．v2＝2b時(shí)，小球受到的彈力的大小大于重力的大小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】航母上飛機(jī)彈射起飛所利用的電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖所示。當(dāng)固定線(xiàn)圈突然通過(guò)直流電流時(shí)，線(xiàn)圈左側(cè)的金屬環(huán)被彈射出去。則下列說(shuō)法正確的是 (　 )

A. 合上開(kāi)關(guān)S的瞬間，從右側(cè)看環(huán)中產(chǎn)生沿逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流

B. 金屬環(huán)向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將有收縮趨勢(shì)

C. 若將金屬環(huán)置于線(xiàn)圈的右側(cè)，環(huán)將向右彈射

D. 若將電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，甲、乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車(chē)的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量, m0為滑輪的質(zhì)量。力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大小。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是________。

A．用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量

B．將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力

C．小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車(chē)，打出一條紙帶，同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)

D．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M。

（2）甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶（兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出），已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度為_(kāi)_______m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（3）甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫(huà)出的a－F圖象是一條直線(xiàn)，圖線(xiàn)與橫坐標(biāo)的夾角為θ，求得圖線(xiàn)的斜率為k，則小車(chē)的質(zhì)量為_(kāi)___________。

A． B． C． D．

（4）乙同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出如圖所示的a－F圖線(xiàn)，該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問(wèn)題是 ．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，x軸在水平地面內(nèi)，y軸沿豎直方向．圖中畫(huà)出從y軸上沿x軸正向拋出的三個(gè)小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡，其中b和c是從同一點(diǎn)拋出的，不計(jì)空氣阻力，則（　�。�

A. b的飛行時(shí)間比c的長(zhǎng)

B. a的飛行時(shí)間比b的長(zhǎng)

C. b的水平初速度比 c的大

D. a的水平速度比b的小

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案