【題目】如圖所示的坐標(biāo)系中,第一象限內(nèi)存在與x軸成300角斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=400N/C;第四象限內(nèi)存在垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),x軸方向的寬度OA=20cm,軸負(fù)方向無(wú)限大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1×10-4T.現(xiàn)有一比荷為=2×1011C/kg的正離子(不計(jì)重力),以某一速度v0O點(diǎn)射入磁場(chǎng),α=600,離子通過(guò)磁場(chǎng)后剛好從A點(diǎn)射出,之后進(jìn)入電場(chǎng).

(1)求離子進(jìn)入磁場(chǎng)B的速度v0的大小;

(2)離子進(jìn)入電場(chǎng)后,經(jīng)多少時(shí)間再次到達(dá)x軸上;

(3)若離子進(jìn)入磁場(chǎng)B后,某時(shí)刻再加一個(gè)同方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)使離子做完整的圓周運(yùn)動(dòng),求所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值.

【答案】14×106 m/s 2 3

【解析】試題分析:(1)如圖所示,由幾何關(guān)系得離子在磁場(chǎng)中時(shí)的軌道半徑r1=0.2m

離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力

解得:v0=4×106m/s

(2)離子進(jìn)入磁場(chǎng)后,設(shè)經(jīng)過(guò)實(shí)踐t再次到達(dá)x軸上,離子沿垂直電場(chǎng)方向做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng),位移為l1,則l1=v0t

離子沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為a,位移為l2

Eq=ma

由幾何關(guān)系可知:

代入數(shù)據(jù)解得:

3)由知,B越小,r越大,設(shè)粒子在磁場(chǎng)中最大半徑為R

由幾何關(guān)系得:

由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得: 得:

則外加磁場(chǎng)

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,邊界OAOC之間分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),邊界OA上有一粒子源S。某一時(shí)刻從S平行于紙面向各個(gè)方向發(fā)射出大量帶正電的同種粒子(不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用),所有粒子的初速度大小相等,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間有大量粒子從邊界OC射出磁場(chǎng),已知∠AOC=60°,從邊界OC射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間等于T為粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期),則從邊界OC射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不可能為

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)給定的電壓表(03V)量程偏小,因此決定改裝電壓表,將量程擴(kuò)大為原來(lái)的兩倍

1)同學(xué)們先用多用電表的歐姆檔粗略測(cè)量電壓表的內(nèi)阻,如圖甲所示將選擇開(kāi)關(guān)旋至倍率“×100”檔,紅、黑表筆短接調(diào)零后進(jìn)行測(cè)量,紅表筆應(yīng)接電壓表的______接線柱(選填),測(cè)量結(jié)果如圖乙所示,電壓表的內(nèi)阻為_____Ω

2)該實(shí)驗(yàn)小組為了能夠精確測(cè)定該電壓表的內(nèi)阻,除待測(cè)電壓表V外,實(shí)驗(yàn)室還提供了一些可選用的器材電流表A1(量程200 μA)、電流表A2(量程1.0 mA)、電流表A3(量程0.6 A) 滑動(dòng)變阻器R(最大阻值200Ω)、電源E (電動(dòng)勢(shì)4 V)、開(kāi)關(guān)S

所提供的電流表中,應(yīng)選用_______接入電路;

為了盡量減小誤差,要求測(cè)量多組數(shù)據(jù),該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了下列兩種實(shí)驗(yàn)電路圖,你認(rèn)為正確的是______(選擇“丙”或“丁”)

3)若測(cè)得電壓表的內(nèi)阻為4200Ω,現(xiàn)將其改裝成0~6V量程的電壓表,需要_____(填串聯(lián)并聯(lián))阻值為_______Ω的電阻

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】氫原子的部分能級(jí)如圖所示,已知可見(jiàn)光的光子能量在1.62 eV3.11 eV之間,下列說(shuō)法正確的是

A. 大量氫原子從n4能級(jí)向n1能級(jí)躍遷時(shí),會(huì)發(fā)出4種不同頻率的光

B. 一個(gè)氫原子從n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)時(shí),吸收的能量為12.75eV

C. 從高能級(jí)向n3能級(jí)躍遷時(shí),發(fā)出的光的頻率比可見(jiàn)光的頻率高

D. 基態(tài)氫原子發(fā)生電離時(shí)至少需要吸收13.6eV的能量

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,從傾角為θ的斜面上的A點(diǎn)將一小球以v0初速水平拋出,小球落在斜面上B點(diǎn),不計(jì)空氣阻力.(重力加速度為g)求:

(1)從拋出到落在B點(diǎn)的時(shí)間 ?

(2)落在斜面上B點(diǎn)時(shí)的速度大小?

(3)從拋出到離斜面最遠(yuǎn)時(shí)的時(shí)間?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】2009211日,俄羅斯的宇宙﹣2251”衛(wèi)星和美國(guó)的﹣33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805km處發(fā)生碰撞.這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件.碰撞過(guò)程中產(chǎn)生的大量碎片可能會(huì)影響太空環(huán)境.假定有甲、乙兩塊碎片,繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓,甲的運(yùn)行速率比乙的大,則下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 甲的運(yùn)行周期一定比乙的長(zhǎng)

B. 甲距地面的高度一定比乙的高

C. 甲的向心力一定比乙的小

D. 甲的加速度一定比乙的大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,小物體從豎直輕質(zhì)彈簧上方離地高h(yuǎn)1處由靜止釋放,其動(dòng)能Ek與離地高度h的關(guān)系如圖乙所示,在h1~h2階段圖象為直線,其余部分為曲線,h3對(duì)應(yīng)圖象的最高點(diǎn),小物體的質(zhì)量為m,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,以下說(shuō)法正確的是

A.彈簧的勁度系數(shù)

B.當(dāng)物體下落到h=h3高度時(shí),重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和最小

C.小物體處于h=h4高度時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能為Ep=mg(h2-h4)

D.在小物體從h1下降到h5過(guò)程中,彈簧的最大彈性勢(shì)能為Epm=mgh1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】將質(zhì)量為2m的長(zhǎng)木板靜止地放在光滑水平面上,如圖甲所示.第一次,質(zhì)量為m的小鉛塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),在木板上以水平初速度v0。由木板左端向右運(yùn)動(dòng)恰能滑至木板的右端與木板相對(duì)靜止.第二次,將木板分成長(zhǎng)度與質(zhì)量均相等的兩段1和2,兩者緊挨著仍放在此水平面上,讓小鉛塊以相同的初速度v0由木板1的左端開(kāi)始滑動(dòng),如圖乙所示.設(shè)鉛塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度為g,對(duì)上述兩過(guò)程,下列判斷正確的是 ( )

A. 鉛塊在木板1上滑動(dòng)時(shí)兩段木板間的作用力為mg

B. 鉛塊在木板1上滑動(dòng)時(shí)兩段木板間的作用力為mg

C. 小鉛塊第二次仍能到達(dá)木板2的右端

D. 系統(tǒng)第一次因摩擦而產(chǎn)生的熱量較多

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為的斜面固定在水平地面上,一個(gè)質(zhì)量為的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以的初速度由底端沖上斜面,已知物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等,重力加速度 ,求:

)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度.

)若使物體不至滑出斜面,斜面的最小長(zhǎng)度.

)物體再次回到斜面底端的動(dòng)能.

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