【題目】如圖所示,在Ⅰ區(qū)里有與水平方向成60°角的勻強(qiáng)電場,寬度為d。在Ⅱ區(qū)里有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場和豎直方向的電場,寬度也為d。一帶電量為q、質(zhì)量為m 的微粒自圖中P點由靜止釋放后沿虛線做直線運動進(jìn)入Ⅱ區(qū)的磁場,已知PQ與中間邊界MN的夾角是60°。若微粒進(jìn)入Ⅱ區(qū)后做勻速圓周運動且還能回到MN邊界上。重力加速度為g。Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)的場在豎直方向足夠長,d、m、q已知,求:

(1)微粒帶何種電荷,電場強(qiáng)度;

(2)Ⅱ區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍;

(3)微粒第一次在磁場中運動的最長時間。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】(1)帶電微粒沿虛線做直線運動,微粒受重力和電場力

電場力F=qE1

由力的平行四邊行定則和幾何關(guān)系得F=mg

解得

(2)由微粒在Ⅰ區(qū)的受力分析可知 F=mg

微粒從由動能定理得

解得

因微粒還能回到MN邊界上,所以微粒在Ⅱ區(qū)最大圓與最右邊界相切,由幾何關(guān)系得圓的半徑

由牛頓第二定律

解得

(3)微粒在磁場中運動的周期

聯(lián)立得

由此可知越小周期越長,所以當(dāng)時,粒子在磁場中運動周期最長;由幾何關(guān)系得粒子從進(jìn)入磁場到返回MN邊界轉(zhuǎn)過的圓心角

微粒第一次在磁場中運動的最長時間

解得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,P為磁場邊界上的一點,大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,在紙面內(nèi)沿各個方向一速率vP點射入磁場,這些粒子射出磁場時的位置均位于PQ圓弧上且Q點為最遠(yuǎn)點,已知PQ圓弧長等于磁場邊界周長的四分之一,不計粒子重力和粒子間的相互作用,則(

A. 這些粒子做圓周運動的半徑

B. 該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

C. 該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

D. 該圓形磁場中有粒子經(jīng)過的區(qū)域面積為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】測一個阻值約為25kΩ的電阻,備有下列器材

A.電流表(量程100μA,內(nèi)阻2kΩ

B.電流表(量程500μA,內(nèi)阻300Ω

C.電壓表(量程10V,內(nèi)阻100kΩ

D.電壓表(量程50V,內(nèi)阻500kΩ

E.直流穩(wěn)壓電源(電動勢15V,允許最大電流1A

F.滑動變阻器(最大電阻1kΩ,額定功率1W

G.導(dǎo)線若干.

1)電流表應(yīng)選_____,電壓表應(yīng)選______.

2)畫出測量Rx的電路圖_____.

3)用實線表示導(dǎo)線,將圖中選定的器材連接成實驗電路_____.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩波源分別位于x=0x=20cm處,從t=0時刻起兩波源開始振動,形成沿x軸相向傳播的簡諧橫波Ⅰ和Ⅱ,如圖所示,為t=0.04s時刻兩列波的圖像。已知兩波的振幅分別為,,質(zhì)點P的平衡位置在x=1cm處,質(zhì)點Q的平衡位置在x=18cm處。下列說法中正確的是___________

A.兩列波的波源起振方向相同

B.Ⅰ和Ⅱ兩列波的波長之比為1:2

C.t=0.05s時,質(zhì)點P向下振動,質(zhì)點Q的坐標(biāo)為(18cm,-3cm)

D. Ⅰ和Ⅱ兩列波將在t=0.1s時相遇,之后疊加形成穩(wěn)定的干涉圖樣

E.t=0.12s時,x=10cm處的質(zhì)點位移為零但振動加強(qiáng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電源電動勢E=28V,內(nèi)阻r=2Ω,電阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C為平行板電容器,其電容C=3.0pF,虛線到兩極板距離相等,極板長L=0.20m,兩極板的間距d=1.0×10—2m。

(1)開關(guān)S原來是斷開的,當(dāng)其閉合后,通過R4的總電量為多少?

(2)若開關(guān)S斷開時,有一帶電微粒沿虛線方向以v0=2.0m/s的初速度射入平行板電容器的電場中,剛好沿虛線勻速運動,則當(dāng)開關(guān)S閉合后,此帶電微粒以相同初速度沿虛線方向射入電場中,能否從電場中射出?(要求寫出計算和分析過程,g10m/s2)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩個粒子,帶電荷量相等,在同一勻強(qiáng)磁場中只受磁場力而做勻速圓周運動.則下列說法正確的是(  )

A.若速率相等,則半徑必相等 B.若質(zhì)量相等,則周期必相等

C.若質(zhì)量相等,則半徑必相等 D.若動能相等,則周期必相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,三個比荷相同的帶電粒子,以不同的速率對準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場,abc是三個粒子射出磁場的位置。若帶電粒子只受磁場力的作用,則下列說法正確的是 ( )

A. 從c處射出的粒子動能可能最大

B. c處射出的粒子角速度最小

C. c處射出的粒子在磁場中運動時間最長

D. 從三個位置射出的粒子做圓周運動的周期

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖,帶電粒子被加速電場加速后,進(jìn)入速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為BE,平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場.下列說法正確的是

A. 質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具

B. 速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里

C. 速度選擇器只能一種電性,且速度等于的粒子

D. 打在A1處的粒子比打在A2處的粒子的比荷小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一根粗細(xì)均勻的一端封閉細(xì)玻璃管開口朝上豎直放置,玻璃管中有一段長為h=24cm的水銀柱封閉了一段長為x0=23cm的空氣柱,系統(tǒng)初始溫度為T0=200K,外界大氣壓為p0=76cmhg恒定不變.現(xiàn)將玻璃管開口封閉,將系統(tǒng)溫度升至T=400K,結(jié)果發(fā)現(xiàn)管中水銀柱上升了2cm,若空氣可看作理想氣體,試求

①升溫后玻璃管內(nèi)封閉的上下兩部分空氣的壓強(qiáng)分別為多少cmHg?

②玻璃管總長度為多少?

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