练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    （2013?太原二模）如图甲所示，在Oxy坐标系中，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，紧靠极板的右边缘的等边△FGH区域内有匀强磁场，方向垂直于Oxy平面向里，F、H位子y轴上，边界FG、HG关于x轴对称．位于极板左侧的粒子源沿x轴向右接连发射质量为m、电荷量为+q、速度相同的带电粒子，现在0～3to时间内两板间加上如图乙所示的电压，已知t=0时刻进入两板间的粒子恰好在t 0时刻射入磁场、且恰好不会从边界HG、FG射出磁场区域，上述l、m、q、t0为已知量，U0=
    ml2
    qt
     
    2
    0
    ，不考虑粒子的重力及粒子间的相互影响，将PQ间电场视为匀强电场，求：
    （1）t=0时刻进入两板间的带电粒子射入磁场时的速度；
    （2）匀强磁场的磁感应强度；
    （3）t=t0时刻进入两板间的带电粒子在匀强磁场中运动的时间．
    分析：（1）t=0时刻进入电场的粒子t0时刻刚好射出电场，做类似平抛运动，根据类似平抛运动的分运动公式列式求解即可；
    （2）t=0时刻进入两板间的粒子恰好在t0时刻射入磁场、且恰好不会从边界HG、FG射出磁场区域；画出临界轨迹，然后结合几何关系求解出半径；最后根据洛伦兹力提供向心力列式求解出匀强磁场的磁感应强度；
    （3）t0时刻进入极板的带电粒子在两个极板间做匀速直线运动，在2t0时刻沿着x方向进入磁场，进入磁场后做匀速圆周运动；画出运动轨迹，然后根据t=
    θ
    2π
    ×T    和T=
    2πm
    qB
    求解时间．
    解答：解：（1）t=0时刻进入电场的粒子t0时刻刚好射出电场
    带电粒子沿着x轴分速度大小为：v0=
    l
    t0

    y轴负方向偏移距离：y=
    1
    2
    ?
    qU0
    ml
    ?
    t
    2
    0
    =
    1
    2
    l
    粒子离开电场沿y轴负方向分速度为vy，则有：
    1
    2
    l=
    vy
    2
    t0
    射入磁场的速度大小vt=
    v
    2
    0
    +
    v
    2
    y
    =
    		2
    l
    t0
    ，与y轴夹角为45°；
    （2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1，由几何关系得：
    R1=
    		2
    2
    l
    qv1B=m
    v
    2
    1
    R1

    B=
    2m
    qt0

    （3）t0时刻进入极板的带电粒子在两个极板间做匀速直线运动，在2t0时刻沿着x方向进入磁场，进入磁场后做匀速圆周运动，设半径为R2；
    R2=
    1
    2
    l
    T=
    2πR2
    v0
    =πt0
    设△FGH边长为a，则有：
    2R1+
    l
    2
    =asin60°
    a=
    2
    		6
    +
    		3
    3
    t
    因为（
    a
    2
    -R2    ）sin60°＞R2，粒子不会从PG边射出磁场，粒子在磁场中运动时间：
    t=
    T
    2
    =
    πt0
    2

    答：（1）t=0时刻进入两板间的带电粒子射入磁场时的速度为
    		2
    l
    t0
    ，与y轴夹角为45°；
    （2）匀强磁场的磁感应强度为
    2m
    qt0
    ；
    （3）t=t0时刻进入两板间的带电粒子在匀强磁场中运动的时间为
    πt0
    2
    ．
    点评：本题关键明确粒子的运动规律，然后分类似平抛运动和匀速圆周运动过程列式求解，磁场中运动注意画出临界轨迹，结合几何关系求解半径．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?太原二模）如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行．在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?太原二模）我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星-500”的实验活动．假设王跃登陆火星后，测得火星半径是地球半径的
    1
    2
    ，质量是地球质量的
    1
    9
    ．已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为R，王跃在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h，忽略自转的影响，下列说法正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?太原二模）如图所示，在xOy坐标系中以0为中心的椭圆上，有a．b，c，d，e五点，其中a、b、c、d为椭圆与坐标轴的交点．现在椭圆的一个焦点O1固定一正点电荷，另一正试探电荷仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?太原二模）如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数比n1：n2=11：1，a、b端接有正弦交变电流，电压随时间的变化规律如图乙所示．变压器右侧部分为一火警报警电路原理图，其中R2为用半导体热敏材料（电阻随温度升高而减小）制成的传感器，R1为一定值电阻，电压表和电流表可视为理想电表．下列说法中正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?太原二模）如图，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，圆心为O，ab为沿水平方向的直径．若在a点以初速度v1沿ab方向抛出一小球，小球运动t1时间后击中坑壁上的c点；若在a点以较大的初速度v2沿ab方向抛出另一小球，小球运动t2时间后击中坑壁上的d点．已知Oc、Od与ab的夹角均为60°，不计空气阻力，则（　　）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案