如圖甲所示,在真空中,半徑為R=5L0的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。在磁場(chǎng)右側(cè)有一對(duì)平行金屬板M和N,兩板間距離為d=6L0,板長(zhǎng)為L=12L0,板的中心線O1O2與磁場(chǎng)的圓心O在同一直線上。有一電荷量為-q、質(zhì)量為m的帶電粒子,以速度v0從圓周上的a點(diǎn)沿垂直于半徑OO1并指向圓心的方向進(jìn)入磁場(chǎng)平面,當(dāng)從圓周上的O1點(diǎn)水平飛出磁場(chǎng)時(shí),給M、N板加上如圖乙所示電壓,最后粒子剛好以平行于M板的速度從M板的邊緣飛出(不計(jì)粒子重力)。
(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(2)求交變電壓的周期T和電壓U0的值;
(3)若在時(shí)刻,該粒子從M、N板右側(cè)沿板的中心線仍以速率v0向左射入M、N之間,求粒子從磁場(chǎng)中射出的點(diǎn)到a點(diǎn)的距離。
(1) ;
(2) (n=1、2、…), (n=1、2、…);
(3) 10L0。
(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有洛倫茲力提供向心力
由幾何關(guān)系得 r=R=5L0
解得
(2)據(jù)題意,粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為所加交變電壓周期的整數(shù)倍,即
(n=1、2、…)
解得 (n=1、2、…)
粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)側(cè)向總位移
(n=1、2、…)
帶入已知量計(jì)算得 (n=1、2、…)
(3)粒子在t=時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)后向N板偏轉(zhuǎn),由題意知粒子應(yīng)剛好平行于N板,從N板的邊緣水平飛出,并沿著水平方向進(jìn)入磁場(chǎng),速度大小仍為v0,如圖所示。
設(shè)O″點(diǎn)為粒子圓周運(yùn)動(dòng)的圓心,由(1)知r=R,所以OBO″C為菱形,故有OC∥O″B,方向豎直,故aOC共線。
所以射出的點(diǎn)到a點(diǎn)的距離為
aC=2R=10L0。
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。
(2)求交變電壓的周期T和電壓U0的值。
(3)若在t=時(shí),該粒子從MN板右側(cè)沿板的中心線,仍以速度v0射入M、N之間,求粒子從磁場(chǎng)中射出的點(diǎn)到a點(diǎn)的距離。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源:2013年山東省臨沂市高考物理三模試卷(解析版) 題型:解答題
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 涉歷史虛無(wú)主義有害信息舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專(zhuān)區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com