【題目】如圖甲所示,在0≤xd的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng),在x<0的區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)一質(zhì)子從點(diǎn)P(-,)處以速度v0沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),t=0時(shí),恰從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)按圖乙所示規(guī)律變化,以垂直于紙面向外為正方向。已知質(zhì)子的質(zhì)量為m,電荷量為e,重力不計(jì)。

⑴求質(zhì)子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小和方向;

⑵若質(zhì)子在0~時(shí)間內(nèi)從y軸飛出磁場(chǎng),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值;

⑶若質(zhì)子從點(diǎn)M(d0)處離開(kāi)磁場(chǎng),且離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)相同,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小及磁場(chǎng)變化周期T。

【答案】 n=1、2、3……)

【解析】1質(zhì)子在電場(chǎng)中作類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),時(shí)間為t,剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)速度方向與x正半軸的夾角為,有,

解得

2質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)右邊界相切時(shí)半徑最大,B最小

由幾何關(guān)系知,解得

根據(jù)牛頓第二定律

解得

3分析可知,要想滿(mǎn)足題目要求,則質(zhì)子在磁場(chǎng)變化的半個(gè)周期內(nèi)的偏轉(zhuǎn)角為60°,在此過(guò)程中質(zhì)子沿x軸方向上的位移恰好等于它在磁場(chǎng)中做圓周的半徑R.欲使質(zhì)子從M點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),且速度符合要求,必有:

質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑:

解得n=12、3……

設(shè)質(zhì)子在磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T0,則有

解得: n=1、2、3……

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,a、b、c是地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的三顆人造衛(wèi)星,ab的質(zhì)量相等,且小于c的質(zhì)量,則( )

A. b所需向心力最小

B. b、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度

C. b、c的周期相等且大于a的周期

D. bc的線速度大小相等,且小于a的線速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】2017422日,我國(guó)首艘貨運(yùn)飛船“天舟一號(hào)”與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成交會(huì)對(duì)接。若飛船繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),距離地面的高度為h地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,引力常量為G。下列說(shuō)法正確的是

A. 根據(jù)題中條件可以估算飛船的質(zhì)量

B. 天舟一號(hào)飛船內(nèi)的貨物處于平衡狀態(tài)

C. 飛船在圓軌道上運(yùn)行的加速度為

D. 飛船在圓軌道上運(yùn)行的速度大小為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于核力的下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 核力同萬(wàn)有引力沒(méi)有區(qū)別,都是物體間的作用 B. 核力就是電磁力

C. 核力是短程力 D. 核力與電荷有關(guān)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,質(zhì)量為M的“”形金屬框架MNPQ放在傾角為的絕緣斜面上,框架MNPQ部分的電阻不計(jì),相距為L,上端NP部分的電阻為R。一根光滑金屬棒ab在平行于斜面的力(圖中未畫(huà)出)的作用下,靜止在距離框架上端NPL的位置。整個(gè)裝置處于垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示,其中B0t0均為已知量。已知ab棒的質(zhì)量為m,電阻為R,長(zhǎng)為L,與框架接觸良好并始終相對(duì)斜面靜止,t0時(shí)刻框架也靜止,框架與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g。求:

t0時(shí)刻,流過(guò)ab棒的電流大小和方向;

⑵0~t0時(shí)間內(nèi),通過(guò)ab棒的電荷量及ab棒產(chǎn)生的熱量;

⑶框架MNPQ什么時(shí)候開(kāi)始運(yùn)動(dòng)?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置,下列說(shuō)法正確的是____

A.實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)放在真空中

B.金箔的厚度對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響

C.如果把金箔改為鋁箔,更不容易觀察到大角度散射現(xiàn)象

D.實(shí)驗(yàn)時(shí),金箔、熒光屏和顯微鏡均能在圓周上運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(1)10m/s= ________km/h (2)54km/h=_________ m/s.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】半徑為R的玻璃半圓柱體,橫截面如圖所示,圓心為O。兩條平行單色紫光沿截面射向圓柱面,方向與底面垂直,光線1的入射點(diǎn)A為圓柱的頂點(diǎn),光線2的入射點(diǎn)為B,∠AOB=60°,已知該玻璃對(duì)紫光的折射率為n=,求:

1求兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點(diǎn)與O點(diǎn)的距離d;
2若入射的是單色藍(lán)光,則距離d′將比上面求得的d大還是小。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】以下對(duì)有關(guān)情景描述符合物理學(xué)實(shí)際的是

A. 洗衣機(jī)脫水時(shí)利用向心運(yùn)動(dòng)把附著在衣物上的水份甩掉

B. 汽車(chē)通過(guò)拱形橋最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力大于汽車(chē)重力

C. 繞地球沿圓軌道飛行的航天器中懸浮的宇航員處于平衡狀態(tài)

D. 火車(chē)軌道在彎道處應(yīng)設(shè)計(jì)成外軌高內(nèi)軌低

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