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如图所示,在平面直角坐标系xoy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m=...

如图所示,在平面直角坐标系xoy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m=5.0×10-8kg、电量为q=1.0×10-6C的带电粒子,从静止开始经U=10V的电压加速后,从P点沿图示方向进入磁场,已知OP=30cm,(粒子重力不计,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)带电粒子到达P点时速度v的大小
(2)若磁感应强度B=2.0T,粒子从x轴上的Q点离开磁场,求QO的距离
(3)若粒子不能进入x轴上方,求磁感应强度B'满足的条件.

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(1)粒子处于加速阶段,则由动能定理可求出速度大小; (2)粒子仅在洛伦兹力作用下,做匀速圆周运动,由牛顿第二定律可求出运动的半径大小.再根据几何关系,建立已知长度与半径的关系,从而即可求得; (3)由于带电粒子不从x轴射出,根据几何关系可得半径的取值范围,再由半径公式可推导出磁感应强度B'满足的条件. 【解析】 (1)对带电粒子的加速过程,由 动能定理 代入数据得:v=20m/s (2)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动, 有: 得 代入数据得:R=0.50m 而=0.50m     故圆心一定在x轴上,轨迹如图所示. 由几何关系可知:OQ=R+Rsin53° 故OQ=0.90m                (3)带电粒子不从x轴射出(如图), 由几何关系得:OP>R'+R'cos53°①              ② 由①②并代入数据得:B'>=5.33T   答:(1)带电粒子到达P点时速度v的大小20m/s; (2)若磁感应强度B=2.0T,粒子从x轴上的Q点离开磁场,则QO的距离0.9m; (3)若粒子不能进入x轴上方,则磁感应强度B'满足大于5.33T条件.
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考点分析:
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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,除有一标有“3.8V,1.0W”的小灯泡、导线和开关外,还有:
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C.电流表0~300mA(内阻约为2Ω)D电压表0~15V(内阻约为20kΩ)
E.电压表0~5V(内阻约为15kΩ)         F.滑动变阻器10Ω,2A
G.滑动变阻器1kΩ,0.5A
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化.
①实验中电流表应选用______,电压表应选用______,滑动变阻器应选用______(均用序号表示).
②在方框内画出实验电路图.
③试将如图所示器材连成实验电路.
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B.运动到最低点时,床对运动员的作用力大于运动员对床的作用力
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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