【題目】如圖所示,在xOy平面的第Ⅰ象限內(nèi),有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在第Ⅳ象限內(nèi),有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。P點(diǎn)是x軸上的一點(diǎn),橫坐標(biāo)為x0,F(xiàn)在原點(diǎn)O處放置一粒子放射源,能沿xOy平面,以與x軸成45°角的恒定速度v0向第一象限發(fā)射某種帶正電的粒子。已知粒子第1次偏轉(zhuǎn)后與x軸相交于A點(diǎn),第n次偏轉(zhuǎn)后恰好通過(guò)P點(diǎn),不計(jì)粒子重力。求

(1)粒子的比荷

(2)粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所經(jīng)歷的路程和時(shí)間。

(3)若全部撤去兩個(gè)象限的磁場(chǎng),代之以在xOy平面內(nèi)加上與速度v0垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中沒(méi)有畫(huà)出),也能使粒子通過(guò)P點(diǎn),求滿足條件的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向。

【答案】1232分)方向:垂直v0指向第象限。

【解析】1)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得

2分)

解得粒子運(yùn)動(dòng)的半徑1分)

由幾何關(guān)系知,粒子從A點(diǎn)到O點(diǎn)的弦長(zhǎng)為,由題意

2分)

解得粒子的比荷:2分)

2)由幾何關(guān)系得,OA段粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的弧長(zhǎng):2分)

粒子從O點(diǎn)到P點(diǎn)的路程 s=n2分)

粒子從O點(diǎn)到P點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間2分)

3)撤去磁場(chǎng),加上與v0垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)后,粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),

1分)

1分)

消去解得2分)

方向:垂直v0指向第象限。(1分)

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】傾角θ的光滑斜面上的O點(diǎn)固定有一根長(zhǎng)為L的輕質(zhì)細(xì)線,細(xì)線的另一端拴住質(zhì)量為m的小球(視為質(zhì)點(diǎn)),P點(diǎn)釘有一顆光滑釘子(),如圖所示.現(xiàn)將小球拉至與O點(diǎn)等高的A點(diǎn)由靜止釋放,釋放前細(xì)線剛好拉直,之后小球恰能繞釘子做半徑為R的完整圓周運(yùn)動(dòng).則下列說(shuō)法中正確的是(

A. 由題意判斷可得

B. 小球剛被釋放后的加速度大小為

C. 細(xì)線碰到釘子之前,小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中合外力全部提供向心力

D. 細(xì)線碰到釘子以后,小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速率為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】截面直徑為d、長(zhǎng)為L的導(dǎo)線,兩端電壓為U,當(dāng)這三個(gè)量中的一個(gè)改變時(shí),對(duì)自由電子定向移動(dòng)的平均速率的影響,下列說(shuō)法正確的是(   )

A. 電壓U加倍時(shí),自由電子定向移動(dòng)的平均速率不變

B. 導(dǎo)線長(zhǎng)度L加倍時(shí),自由電子定向移動(dòng)的平均速率不變

C. 導(dǎo)線截面直徑d加倍時(shí),自由電子定向移動(dòng)的平均速率加倍

D. 導(dǎo)線截面直徑d加倍時(shí),自由電子定向移動(dòng)的平均速率不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】過(guò)山車(chē)是一項(xiàng)富有刺激性的娛樂(lè)工具,在乘坐過(guò)山車(chē)的過(guò)程中不僅能夠體驗(yàn)到冒險(xiǎn)的快感,還有助于理解物理原理,如圖所示,是某大型游樂(lè)場(chǎng)中過(guò)山車(chē)的部分軌道示意圖,這部分軌道由直線軌道AB、半徑圓心角的圓弧軌道BCD,半徑圓心角的圓弧軌道DEF、半徑為圓心角的圓弧軌道FGP,半徑為圓心角為的圓弧軌道PQM組成,這些軌道均平滑相切連接,相切點(diǎn)B、F、D、P、M均位于同一水平面上,假設(shè)這些軌道均位于同一豎直平面內(nèi),車(chē)廂在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦阻力與空氣阻力之和恒為車(chē)重的0.1倍,車(chē)廂可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度 , ,F(xiàn)有一節(jié)質(zhì)量m=500kg的車(chē)廂從A點(diǎn)靜止下滑,經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)測(cè)得車(chē)廂對(duì)軌道的壓力為16000N。(由于安全設(shè)計(jì)的需要,過(guò)山車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是不會(huì)脫離軌道的)

1)求車(chē)廂經(jīng)過(guò)軌道最低點(diǎn)C時(shí)的速度為多大?

2)求直線軌道AB的長(zhǎng)度l為多長(zhǎng);

3)若要保證車(chē)廂通過(guò)圓弧軌道PQM的最高點(diǎn)Q時(shí)對(duì)軌道有向下的壓力,求的取值范圍。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為m1m2的兩物塊A、B相連接,并靜止在光滑的水平面上,F(xiàn)使B瞬時(shí)獲得水平向右的速度3m/s,以此刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn),兩物塊的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,從圖象信息可得(  )

A. t1、t3時(shí)刻兩物塊達(dá)到共同速度1m/s,且彈簧都處于伸長(zhǎng)狀態(tài)

B. t3t4時(shí)刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長(zhǎng)

C. 兩物體的質(zhì)量之比為m1m2=12

D. t2時(shí)刻AB的動(dòng)能之比為Ek1Ek2=81

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地.一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài).現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離(  )

A. P點(diǎn)的電勢(shì)將降低

B. 帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)

C. 帶電油滴的電勢(shì)能將減小

D. 若電容器的電容減小,則極板帶電量將增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】美國(guó)在2016211日宣布探測(cè)到引力波的存在。天文學(xué)家通過(guò)觀測(cè)雙星軌道參數(shù)的變化來(lái)間接驗(yàn)證引力波的存在,證實(shí)了GW150914是兩個(gè)黑洞并合的事件。該事件中甲、乙兩個(gè)黑洞的質(zhì)量分別為太陽(yáng)質(zhì)量的36倍和29倍,假設(shè)這兩個(gè)黑洞,繞它們連線上的某點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),且這兩個(gè)黑洞的間距緩慢減小。若該黑洞系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各自質(zhì)量不變且不受其它星系的影響,則關(guān)于這兩個(gè)黑洞的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(

A. 甲、乙兩個(gè)黑洞運(yùn)行的半徑相等

B. 甲、乙兩個(gè)黑洞運(yùn)行的線速度大小之比為36:29

C. 甲、乙兩個(gè)黑洞做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小之比為36:29

D. 隨著甲、乙兩個(gè)黑洞的間距緩慢減小,它們運(yùn)行的周期也在減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中,極板接地,平行板電容器的極板與一個(gè)靈敏的靜電計(jì)相接.將極板向左移動(dòng),增大電容器兩極板間的距離時(shí),電容器所帶的電量,電容,兩極間的電壓,電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)的變化情況是(

A. 變小,不變,不變,變小

B. 變小,變小,不變,不變

C. 不變,變小,變大,不變

D. 不變,變小,變大,在小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,長(zhǎng)為a寬為b的矩形區(qū)域內(nèi)(包括邊界)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.0點(diǎn)有一粒子源,某時(shí)刻粒子源向磁場(chǎng)所在區(qū)域與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)所有方向發(fā)射大量質(zhì)量為m電量為q的帶正電的粒子,粒子的速度大小相同,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén),最先從磁場(chǎng)上邊界射出的粒子經(jīng)歷的時(shí)間為,最后從磁場(chǎng)中飛出的粒子經(jīng)歷的時(shí)間為,不計(jì)重力和粒子之間的相互作用,則(

A.粒子速度大小為

B.粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為3b

C.a的長(zhǎng)度為(+1)b

D.最后從磁場(chǎng)中飛出的粒子一定從上邊界的中點(diǎn)飛出

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