6.如圖所示,在第二象限中有水平向右的勻強電場,電場強度為E,在第一象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B.有一重力不計的帶電粒子以垂直于x軸的速度v0=10m/s從x軸上的P點進入勻強電場,恰好與y軸成45°角射出電場,再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于x軸進入第四象限.已知OP之間的距離為d=0.5m,則帶電粒子( 。
A.帶負電荷B.在電場中運動的時間為0.1 s
C.在磁場中做圓周運動的半徑為$\frac{\sqrt{2}}{2}$mD.在磁場中運動的時間為$\frac{3π}{40}$s

分析 根據(jù)題意作出粒子的運動軌跡,粒子進入電場后做類平拋運動,從x軸上的P點進入勻強電場,恰好與y軸成45°角射出電場,求出末速度,利用運動學公式,即可求得y軸時的坐標與電場強度大;
在磁場中,做勻速圓周運動,在圖中畫出半徑,根據(jù)幾何關(guān)系求出半徑,根據(jù)半徑公式,即可求出磁感應強度的大小,再由周期公式,結(jié)合圓心角,即可求得運動的時間,最后加上類平拋運動的時間.

解答 解:根據(jù)題意作出粒子的運動軌跡,如圖所示:
粒子進入電場后做類平拋運動,從x軸上的P點進入勻強電場,恰好與y軸成45°角射出電場,所以:
v=$\frac{{v}_{0}}{sin45°}$=$\sqrt{2}{v}_{0}$,
vx=v0tan45°=v0
沿x軸方向有:x=$\frac{1}{2}$at2,
所以$\frac{x}{y}$=$\frac{\frac{1}{2}a{t}^{2}}{{v}_{0}t}$=$\frac{1}{2}×\frac{{v}_{y}}{{v}_{0}}$=$\frac{1}{2}$,
A、粒子在電場中受向右的電場力,故帶正電荷,故A錯誤;
B、在垂直電場方向做勻速運動,所以在電場中運動的時間為:
t1=$\frac{2d}{{v}_{0}}$=$\frac{1}{10}$s=0.1s,故B正確.
C、由幾何關(guān)系知R=2$\sqrt{2}$d=$\sqrt{2}$m,故C錯誤.
D、根據(jù)幾何關(guān)系知,粒子再次磁場中做圓周運動的圓心角為135度,粒子從A點進入磁場,在第一象限運動的時間t=$\frac{135°}{360°}$T=$\frac{3}{8}$×$\frac{2πR}{v}$=$\frac{3π}{40}$s.故D正確.
故選:BD.

點評 本題是帶電粒子在組合場中運動的問題,粒子在電場中偏轉(zhuǎn)做類平拋運動,在磁場中做勻速圓周運動,要求同學們能畫出粒子運動的軌跡,結(jié)合幾何關(guān)系求解,難度適中.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.如圖所示,細繩長為L,掛一個質(zhì)量為m的小球,球離地的高度h=2L,當繩受到大小為2mg的拉力時就會斷裂.繩的上端系一質(zhì)量不計的環(huán),環(huán)套在光滑水平桿上,現(xiàn)讓環(huán)與球一起以速度v=$\sqrt{gL}$向右運動,在A處環(huán)被擋住而立即停止,A離墻的水平距離也為L.球在以后的運動過程中,球第一次碰撞點離墻角B點的距離△H是(不計空氣阻力( 。
A.△H=$\frac{1}{2}$LB.△H=$\frac{5}{3}$LC.△H=$\frac{2}{3}$LD.△H=$\frac{3}{2}$L

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.如圖是某傳送裝置的示意圖.其中PQ為水平的傳送帶,傳送帶長度L=6m.MN是光滑的曲面,曲面與傳送帶相切于N點.現(xiàn)在有一滑塊質(zhì)量為m=3kg從離N點高為h=5m M處靜止釋放,滑塊與傳送帶間的摩擦系數(shù)為μ=0.3.重力加速度為g=10m/s2
(1)滑塊以多大的速度進入傳送帶?
(2)若傳送帶順時針轉(zhuǎn)動,滑塊以多大的速度離開傳送帶?
(3)若傳送帶順時針轉(zhuǎn)動且速度大小為v,求出滑塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q與傳送帶的速度v的大小關(guān)系.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.如圖甲所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=300Ω,R2阻值未知,R3為一滑動變阻器.當其滑片P從左端滑至右端時,測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示,其中A、B兩點是滑片P分別在變阻器的左右兩個端點得到的.求:
(1)電源的電動勢和內(nèi)阻;
(2)定值電阻R2的阻值;
(3)滑動變阻器的最大阻值.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.一條河寬度為90m,小船在靜水中的速度為3m/s,水流速度是4m/s,則( 。
A.該船不可能垂直河岸橫渡到對岸
B.當船頭垂直河岸橫渡時,過河所用的時間最短
C.當船頭垂直河岸橫渡時,船的位移大小為150m
D.當船渡河的位移最小時,過河所用的時間最短

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.圓形區(qū)域內(nèi)有如圖所示的勻強磁場,一束相同比荷的帶電粒子從同一點對準圓心O射入,分別從a、b兩點射出,則從a點射出的粒子( 。
A.帶負電B.運動半徑較大
C.速度較大D.在磁場中的運動時間較長

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.一閉合線圈固定在垂直紙面的勻強磁場中,設垂直紙面向里為磁感應強度B的正方向,圖中箭頭為感應電流I的正方向,如圖甲所示.已知線圈中的感應電流隨時間變化的圖象如圖乙所示,則磁感應強度隨時間變化的圖象可能是圖中的哪幾幅( 。
A.AB.BC.CD.D

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.一艘小船要從O點渡過一條兩岸平行、寬度為d=100m的河流,已知河水流速為v1=4m/s,小船在靜水中的速度為v2=2m/s,B點距正對岸的A點x0=173m.下面關(guān)于該船渡河的判斷,其中正確的是( 。
A.小船過河的最短航程為100m
B.小船過河的最短時間為25s
C.小船可以在對岸A、B兩點間任意一點靠岸
D.小船過河的最短航程為200m

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.如圖,勻強電場中某電場線上的兩點A、B相距0.2m.負點電荷q=10-6C僅在電場力作用下從A移到B,動能增加了2×10-6J,則:
(1)在圖中畫出該電荷的運動方向及受到電場力的方向;
(2)在圖中畫出電場線方向;
(3)該電荷的電勢能變化量;
(4)電場力對該電荷做的功;
(5)A、B間的電勢差;
(6)若A點電勢為零,求B點電勢和該電荷在A,B兩點的電勢能;
(7)該電場的場強大小和方向.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案