如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy第一象限內(nèi)分布有垂直xOy向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小B=2.5×10-2 T.在第二象限緊貼y軸并垂直y軸放置一對平行金屬板MN,極板間距d=0.4 m,MN中心軸線離x軸0.3 m.極板與左側(cè)電路相連接,通過移動滑動頭P可以改變極板MN間的電壓。a、b為滑動變阻器的最下端和最上端(滑動變阻器的阻值分布均勻),a、b兩端所加電壓U=1×102 V。在MN中心軸線上距y軸距離為L=0.4 m處,有一粒子源S沿x軸正方向連續(xù)射出比荷為=4.0×106 C/kg,速度為v0=2.0×104 m/s帶正電的粒子,粒子經(jīng)過y軸進(jìn)入磁場,經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后射出磁場而被收集(忽略粒子的重力和粒子之間的相互作用).

(1)當(dāng)滑動頭P在a端時,求粒子在磁場中做圓周運動的半徑R0;
(2)當(dāng)滑動頭P在ab正中間時,求粒子射入磁場時速度的大;
(3)滑動頭P的位置不同則粒子在磁場中運動的時間也不同,求粒子在磁場中運動的最長時間.

(1)(2)(3)

解析試題分析:(1)P在a端時,MN間所加電壓為0,粒子以水平進(jìn)入勻強磁場,
,解得
(2)當(dāng)P在ab正中間時,,粒子在MN間做類平拋運動
水平方向位移:
豎直方向速度:
代入數(shù)據(jù)解得:
粒子射入磁場的速度大小為
(3)當(dāng)粒子恰好從N板右端進(jìn)入磁場時,在磁場中運動的時間最長,則
偏轉(zhuǎn)位移
根據(jù)粒子在得在磁場中做圓周運動的半徑為
軌跡如圖,由幾何關(guān)系可知圓心恰好在MN中心軸線的延長線上,由于,

所以粒子從y軸射出,且此粒子在磁場中運動時間最長,轉(zhuǎn)過的圓心角為

考點:考查了牛頓第二定律與電磁場的綜合應(yīng)用

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:單選題

下列說法正確的是(  )

A.若物體運動速率始終不變,則物體所受合力一定為零
B.若物體的加速度均勻增加,則物體做勻加速直線運動
C.若物體所受合力與其速度方向相反,則物體做勻減速直線運動
D.若物體在任意的相等時間間隔內(nèi)位移相等,則物體做勻速直線運動

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

(4分)一端帶有滑輪的木板水平放置在桌面上,木板上放一個質(zhì)量為M的物體,另一端連一不可伸縮的細(xì)線,跨過滑輪按圖甲和圖乙兩種方式拉繩子的另一端使M都能加速運動,不計滑輪質(zhì)量和摩擦,則繩子上的拉力比較:圖甲   圖乙(填大于、小于、等于)
李平同學(xué)在用圖乙探究加速度、力、質(zhì)量關(guān)系的實驗中,若要M受的合外力近似等于mg,則必須滿足于1、             ,2、               

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

有可視為質(zhì)點的木塊由A點以一定的初速度為4m/s水平向右運動,AB的長度為2m,物體和AB間動摩擦因素為μ1=0.1,BC無限長,物體和BC間動摩擦因素為μ2=, 求:

(1)物體第一次到達(dá)B點的速度;
(2)通過計算說明最后停在水平面上的位置距B點的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(14分)如圖所示,一個質(zhì)量為m的長木板靜止在光滑的水平面上,并與半徑為光滑圓弧形固定軌道接觸(但不粘連),木板的右端到豎直墻的距離為s;另一質(zhì)量為2m的小滑塊從軌道的最高點由靜止開始下滑,從圓弧的最低點A滑上木板。設(shè)長木板每次與豎直墻的碰撞時間極短且無機械能損失。已知滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ。試求:

(1)滑塊到達(dá)A點時的速度大小以及物體對軌道的壓力大;
(2)若滑塊不會滑離長木板,試討論長木板與墻第一次碰撞前的速度與s的關(guān)系;
(3)若s足夠大,為了使滑塊不滑離長木板,板長L應(yīng)滿足什么條件。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

質(zhì)量為10 t的機車從停車場出發(fā),經(jīng)225m后,速度達(dá)到54km/h,此時,司機關(guān)閉發(fā)動機,讓機車進(jìn)站,機車又行駛125m才停在站上。設(shè)運動阻力不變,求機車關(guān)閉發(fā)動機前所受到的牽引力。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

下圖為某小型企業(yè)的一道工序示意圖,圖中一樓為原料車間,二樓為生產(chǎn)車間.為了節(jié)約能源,技術(shù)人員設(shè)計了一個滑輪裝置用來運送原料和成品,在二樓生產(chǎn)的成品裝入A箱,在一樓將原料裝入B箱,而后由靜止釋放A箱,若A箱與成品的總質(zhì)量為M=20kg,B箱與原料的總質(zhì)量為m=10kg,這樣在A箱下落的同時會將B箱拉到二樓生產(chǎn)車間,當(dāng)B箱到達(dá)二樓平臺時可被工人接住,若B箱到達(dá)二樓平臺時沒有被工人接住的話,它可以繼續(xù)上升h=1m速度才能減小到零.不計繩與滑輪間的摩擦及空氣阻力,重力加速度g=10 m/s2,求:

(1)一樓與二樓的高度差H;
(2)在AB箱同時運動的過程中繩對B箱的拉力大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

在一半徑r=5×108m的某星球的表面做一實驗,裝置如圖所示,在一粗糙的水平面上放置一半圓形的光滑豎直軌道,半圓形軌道與水平面相切。一質(zhì)量為m=1kg的小物塊Q(可視為質(zhì)點)在一水平向右的力F=2N作用下從A由靜止開始向右運動,作用一段時間t后撤掉此力,物體在水平面上再滑動一段距離后滑上半圓形軌道。若到達(dá)B點的速度為m/s時,物體恰好滑到四分之一圓弧D處。已知A、B的距離L=3.0m,小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,半圓形軌道半徑R=0.08m。

(1)求該星球表面的重力加速度g和該星球的第一宇宙速度v1;
(2)若物體能夠到達(dá)C點,求力F作用的最智囊距離x。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)某校興趣小組制作了一個游戲裝置,其簡化模型如圖所示,在A點用一彈射裝置可將靜止的小滑塊以水平速度彈射出去,沿水平直線軌道運動到B點后,進(jìn)入半徑R=0.1m的光滑豎直圓形軌道,運行一周后自B點向C點運動,C點右側(cè)有一陷阱,C、D兩點的豎直高度差h=0.2m,水平距離s=0.6m,水平軌道AB長為L1=0.5m,BC長為L2 =1.5m,小滑塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,重力加速度g=10m/s2。

(1)若小滑塊恰能通過圓形軌道的最高點,求小滑塊在A點彈射出的速度大小;
(2)若游戲規(guī)則為小滑塊沿著圓形軌道運行一周離開圓形軌道后只要不掉進(jìn)陷阱即為勝出。求小滑塊在A點彈射出的速度大小范圍。
(3)若小滑塊是與從光滑斜軌道E點靜止釋放的小球發(fā)生完全非彈性碰撞后,離開A點的(小球質(zhì)量與小滑塊的質(zhì)量相等,且均可視為質(zhì)點,斜軌道與水平地面平滑連接),求當(dāng)滿足(2)中游戲規(guī)則時,釋放點E與過A水平面的豎直高度H的大小范圍。

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