【題目】如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy中,0<x<d區(qū)域?yàn)榇嬖谘?/span>y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,x>d區(qū)域內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場,y軸左側(cè)存在一圓形磁場區(qū)域,磁場方向垂直坐標(biāo)平面向外,圓形磁場與y軸相切于原點(diǎn)O。一質(zhì)量為m,帶電量為q的帶正電粒子從P0,d)點(diǎn)以平行于x軸的初速度v0射入電場,經(jīng)過一段時(shí)間粒子從Md,)點(diǎn)離開電場進(jìn)入磁場,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后,從Nd,-)點(diǎn)返回電場,當(dāng)粒子返回電場時(shí),電場強(qiáng)度大小不變,方向反向。粒子經(jīng)電場和圓形磁場后到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O,到O點(diǎn)時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向夾角為θ30°,不計(jì)粒子重力,求:

(1)電場強(qiáng)度大小Ex>d區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1;

(2)圓形磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2以及圓形磁場區(qū)域半徑r;

(3)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)所用時(shí)間t

【答案】(1) ;;(2);(3)

【解析】

(1)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),則

聯(lián)立①②③解得

設(shè)粒子在x>d區(qū)域內(nèi)軌道半徑為,粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則

由幾何關(guān)系得

由⑤⑦⑧得

(2)設(shè)粒子經(jīng)電場后到達(dá)y軸上的Q點(diǎn),則粒子從N點(diǎn)到Q點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)為從P點(diǎn)到M點(diǎn)的逆運(yùn)動(dòng),則QQ=d,,方向沿x軸負(fù)方向,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

設(shè)粒子在圓形磁場區(qū)域軌道半徑為,由幾何關(guān)系得

解得

在磁場中有

解得

由幾何關(guān)系知∠QOH=θ=30°

QOH

由圖知OHO1為等邊三角形,所以圓形磁場區(qū)域半徑

(3)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間

x>d區(qū)域運(yùn)動(dòng)周期

粒子在QH間運(yùn)動(dòng)時(shí)間

粒子在圓形磁場中運(yùn)動(dòng)周期

由幾何知識(shí)可知,粒子在圓形磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間

則粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)所用時(shí)間:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲表示一列簡諧橫波在t=7s時(shí)的波形圖,圖乙是該列波中的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像,由甲、乙兩圖中所提供的信息可知下列說法正確的是(  )

A.該波的傳播方向?yàn)檠?/span>x軸正方向

B.該波的傳播速度為0.5m/s

C.質(zhì)點(diǎn)P在任意0.5s內(nèi)的路程都是0.1cm

D.t=5.5st=6s,質(zhì)點(diǎn)P的動(dòng)能逐漸增大

E.P質(zhì)點(diǎn)在t =6.25s時(shí)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是一個(gè)三輸入端復(fù)合門電路,當(dāng)C端輸入“0”時(shí),A,B端輸入為何值時(shí)輸出端Y輸出為“0”(  )

A. 0 0B. 0 1C. 1 0D. 1 1

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性,所使用的器材有:

小燈泡L(額定電壓3.8V,額定電流0.32A)

電壓表V (量程3V,內(nèi)阻3kΩ)

電流表A(量程0.5A,內(nèi)阻0.5Ω)

固定電阻(阻值1000Ω)

滑動(dòng)變阻器R(阻值09.0Ω)

電源E(電動(dòng)勢(shì)5V,內(nèi)阻不計(jì))

開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8V的范圍內(nèi)對(duì)小燈泡的電壓進(jìn)行測量,畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖____。

2)實(shí)驗(yàn)測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示。

由實(shí)驗(yàn)曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻___(增大”“不變減小”),燈絲的電阻率____(增大”“不變減小”)

3)用另一電源(電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻1.00Ω)和題給器材連接成圖(b)所示的電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實(shí)際功率,閉合開關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi),小燈泡的最小功率為___W(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】多用電表是實(shí)驗(yàn)室必備儀器,它的歐姆擋測量電阻方便簡單,現(xiàn)某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)多用電表的歐姆擋進(jìn)行了研究:

(1)關(guān)于使用多用電表歐姆擋測電阻,下列說法正確的是___________;

A.測量電路中某個(gè)電阻的阻值時(shí),應(yīng)該把該電阻與電路斷開

B.測量電阻時(shí),由于雙手手指與表筆金屬部分接觸,會(huì)導(dǎo)致測量值偏大

C.測電阻時(shí),若指針偏轉(zhuǎn)角度較小,應(yīng)換較大倍率后,重新調(diào)零,再進(jìn)行測量

D.多用電表長期不用時(shí),選擇開關(guān)應(yīng)旋到off擋,否則會(huì)使電池電動(dòng)勢(shì)減小,導(dǎo)致測量電阻時(shí)值偏小

(2)多用電表歐姆擋可以等效為一個(gè)直流電源、一個(gè)可變電阻和一個(gè)電流表串聯(lián),與紅黑表筆相接。有一歐姆擋刻度盤中值附近刻度模糊不清、而其余刻度清晰的多用電表,某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)的方法測量該多用電表內(nèi)電源電動(dòng)勢(shì)和歐姆“×1”擋內(nèi)部總電阻,他所采用的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示:

實(shí)驗(yàn)器材:待測多用電表;

電壓表V:量程6V,內(nèi)阻十幾千歐;

滑動(dòng)變阻器R:最大阻值50Ω;

導(dǎo)線若干;

根據(jù)以下操作步驟,回答有關(guān)問題:

將待測多用電表擋調(diào)到歐姆“×1”擋,將表筆A、B短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,進(jìn)行歐姆擋調(diào)零;

調(diào)零完畢,將表筆AB分別與圖甲中1、2兩端相接,其中A______表筆(填“紅”或“黑”),不斷調(diào)節(jié)變阻器的滑片位置,改變其接入電路的阻值,記錄多用電表的示數(shù)R和電壓表的示數(shù)U;

③以為縱坐標(biāo),為橫坐標(biāo),利用步驟②數(shù)據(jù)作出圖像如圖乙所示,根據(jù)圖像可得電池電動(dòng)勢(shì)E______V,歐姆“×1”擋內(nèi)部總電阻r______Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);

④若不考慮歐姆表測量電阻時(shí)的誤差,上述實(shí)驗(yàn)方案對(duì)測量結(jié)果的影響:E_____E、r______r(填“>”“=”或“<”)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m=1kg的小物塊輕輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上的A點(diǎn),隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),小物塊從C點(diǎn)沿圓弧切線進(jìn)入豎直光滑的半圓軌道恰能做圓周運(yùn)動(dòng)。已知圓弧半徑R=1.6m,軌道最低點(diǎn)為D,D點(diǎn)距水平面的高度h=4m。小物塊離開D點(diǎn)后恰好垂直碰擊到放在水平面上傾角為θ=45°固定的擋板的E點(diǎn)(E剛好在地面上)。已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,傳送帶以5m/s恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(g10m/s2),求:

1)小物體經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)速度的大;

2)傳送帶AB兩端的距離;

3)小物塊經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下面是某同學(xué)對(duì)電場中的一些概念及公式的理解,其中正確的是(  )

A. 根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式E=可知,電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與試探電荷所帶的電荷量成反比

B. 根據(jù)電容的定義式C=可知,電容器的電容與其所帶電荷量成正比,與兩極板間的電壓成反比

C. 根據(jù)真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度公式E=k可知,電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度與場源電荷所帶的電荷量無關(guān)

D. 根據(jù)電勢(shì)差的定義式UAB=可知,帶電荷量為1C的正電荷,從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)克服電場力做功為1J,則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為-1V

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖(a)所示,一質(zhì)量為1kg的小物塊以一定的初速度滑上一固定斜面,其機(jī)械能E等于動(dòng)能Ek和重力勢(shì)能Ep之和,取斜面底端為重力勢(shì)能零點(diǎn),該小物塊的EEp隨它離斜面底端的距離x的變化如圖(b)所示。重力加速度g10m/s2。由圖中數(shù)據(jù)可得( 。

A.x=0時(shí),小物塊的速率為5m/s

B.小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5

C.x=3m時(shí),小物塊的動(dòng)能Ek=20J

D.從斜面底端至x=5m,小物塊的動(dòng)能減少30

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器兩極板接在電壓恒為U的直流電源上,上極板A接地,兩個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷被固定于極板間的P、Q兩點(diǎn),忽略兩點(diǎn)電荷對(duì)板間電場的影響,現(xiàn)將平行板電容器的下極板B豎直向下移動(dòng)一小段距離,則(  )

A.兩點(diǎn)電荷間的庫侖力變小

B.PQ兩點(diǎn)的電勢(shì)可能降低

C.兩點(diǎn)電荷的電勢(shì)能可能減小

D.電容器的電容減小,極板帶電荷量增大

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案