满分5 > 高中物理试题 >

如图所示装置中,区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场,电场强度分别为E...

如图所示装置中,区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场,电场强度分别为EE/2,Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场,磁感应强度为B .一质量为m、带电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场,经水平分界线OP上的A点与OP60°角射入Ⅱ区域的磁场,并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中。求:

1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径

2OM间的距离

3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间.

 

(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径是. (2)O、M间的距离是. (3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间是 【解析】试题分析:(1)带电粒子在匀强电场Ⅰ中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速运动,由题意,粒子经过A点的速度方向与OP成60°角,即可求出此时粒子的速度.粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律即可求出轨道半径. (2)粒子在匀强电场中运动时,由牛顿第二定律求得加速度,在A点,竖直方向的速度大小为vy=v0tan60°,由速度公式求解时间,由位移求得O、M间的距离. (3)画出粒子在Ⅱ区域磁场中的运动轨迹,由几何知识求出轨迹对应的圆心角θ,根据t=,求出在磁场中运动的时间.粒子进入Ⅲ区域的匀强电场中后,先向右做匀减速运动,后向左做匀加速运动,第二次通过CD边界.由牛顿第二定律和运动学公式结合可求得粒子在Ⅲ区域电场中运行时间,即可求解粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间. 【解析】 (1)粒子在匀强电场中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,设粒子过A点时速度为v, 由类平抛运动的规律知 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得 所以 (2)设粒子在电场中运动时间为t1,加速度为a. 则有qE=ma v0tan60°=at1 即 O、M两点间的距离为 (3)设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为t2. 则由几何关系知轨道的圆心角∠AO1D=60°,则 设粒子在Ⅲ区域电场中运行时间为t3,则牛顿第二定律得 则 t3== 故粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间为 t=t1+t2+t3== 答: (1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径是. (2)O、M间的距离是. (3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间是.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

如图所示,电源电动势E6 V,内阻r1 Ω,电阻R12 ΩR23 ΩR37.5 Ω,电容器的电容C4 μF.开关S原来断开,现在合上开关S到电路稳定,试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少?

 

查看答案

如下图所示的电路,E=9Vr=1ΩR2=2Ω.灯A标有“12V12W”,灯B标有“4V4W”.如果要使灯B正常发光,求:

(1)R1应是多大?

(2)这时灯A的实际功率是多大?(设灯丝通电后电阻不变)

 

查看答案

如图所示,真空室内有一个点状的α粒子放射源P,它向各个方向发射α粒子(不计重力),速率都相同.abP点附近的一条水平直线(P到直线ab的距离PC=L),Q为直线ab上一点,它与P点相距(现只研究与放射源P和直线ab同一个平面内的α粒子的运动),当真空室内(直线ab以上区域)只存在垂直该平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时,水平向左射出的α粒子恰到达Q点;当真空室(直线ab以上区域)只存在平行该平面的匀强电场时,不同方向发射的α粒子若能到达ab直线,则到达ab直线时它们动能都相等,已知水平向左射出的α粒子也恰好到达Q点.(α粒子的电荷量为+q,质量为msin37°=06cos37°=08)求:

1α粒子的发射速率;

2)匀强电场的场强大小和方向;

3)当仅加上述磁场时,能到达直线abα粒子所用最长时间和最短时间的比值.

 

查看答案

如图所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切。在OPQR之间的区域内有一竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为BCD是质量为m4m的绝缘小物块(可视为质点),其中D带有电荷量qC不带电。现将物块D静止放置在水平轨道的MO段,将物块C从离水平轨道MN距离h高的L处由静止释放,物块C沿轨道下滑进入水平轨道,然后与D相碰,碰后物体C被反弹滑至斜面处,物体D进入虚线OP右侧的复合场中继续运动,最后从RQ侧飞出复合场区域。求:

1)物块D进入磁场时的瞬时速度vD

2)若物块D进入磁场后恰好做匀速圆周运动,求所加匀强电场的电场强度E的值及物块D的电性;

3)若物块D飞离复合场区域时速度方向与水平夹角为60º,求物块D飞出QR边界时与水平轨道的距离d

 

查看答案

如图所示,用一根绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球的质量为10×10-2kg.现加一水平方向向左的匀强电场,场强,平衡时绝缘线与竖直方向的夹角θ=300,求:

1)小球带何种电荷;

2)小球所带的电荷量为多大;g10m/s2

 

查看答案
试题属性

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.