练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图所示，一个质量为m、电荷量为q的正离子，在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中，此磁场方向是垂直纸面向里．结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场，此电场方向与AC平行且向上，最后离子打在G处，而G处距A点2d（AG⊥AC）．不计离子重力，离子运动轨迹在纸面内．求：
    （1）此离子在磁场中做圆周运动的半径r；
    （2）离子从D处运动到G处所需时间为多少；
    （3）离子到达G处时的动能为多少．
    分析：（1）画出离子的运动轨迹，由几何知识求出离子在磁场中做圆周运动的半径r．
    （2）离子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律和圆周运动公式结合可求出半径和周期．找出离子在磁场中圆周运动时轨迹所对应的圆心角，可求得时间．离子进入电场后做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速运动，由运动学公式即可求出离子在电场中运动的时间．即能求出总时间．
    （3）由牛顿第二定律和运动学公式可求出离子在电场中偏转的距离，根据动能定理求出离子到达G处时的动能．
    解答：精英家教网 解：（1）正离子的运动轨迹如图所示，离子圆周运动半径r满足：
       r+rcos 60°=d　
    解得：r=
    2
    3
    d　
    （2）设离子在磁场中运动的速度为v0，则有
       qv0B=m
    v
    2
    0
    r

    得，r=
    mv0
    qB

    离子在磁场中运动的周期为  T=
    2πr
    v0
    =
    2πm
    qB

    根据轨迹得：离子在磁场中做圆周运动的时间为：

      t1=
    120°
    360°
    T=
    2πm
    3qB
    ，
    离子从C运动到G做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，所需的时间t2=
    2d
    v0

    由r=
    2
    3
    d=
    mv0
    qB
    得，t2=
    2d
    v0
    =
    3m
    qB

    故离子从D→C→G的总时间为：
      t=t1+t2=
    (9+2π)m
    3qB
    ．　
    （2）设电场强度为E，对离子在电场中的运动过程，有：
      qE=ma，d=
    1
    2
    at22　
    由动能定理得：Eq?d=EkG-
    1
    2
    mv02　
    解得：EkG=
    4B2q2d2
    9m
    ．
    答：
    （1）此离子在磁场中做圆周运动的半径r为
    2
    3
    d；
    （2）离子从D处运动到G处所需时间为
    (9+2π)m
    3qB
    ；
    （3）离子到达G处时的动能为
    4B2q2d2
    9m
    ．
    点评：本题离子在组合场中运动的问题，离子在磁场中运动画轨迹是解题的关键，在电场中运用运动的分解进行研究．
    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：

    如图所示，一个质量为M的人站在台秤上，用跨过定滑轮的绳子，将质量为m的物体自高处放下，当物体以a加速下降（a＜g）时，台秤的读数为（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示．一个质量为m=10kg的物体，由1/4圆弧轨道上端从静止开始下滑，到达底端时的速度v=2.5m/s，然后沿水平面向右滑动1.0m的距离而停止．已知轨道半径R=0.4m，g=10m/s2，求：
    ①物体滑至轨道底端时对轨道的压力是多大；
    ②物体沿轨道下滑过程中克服摩擦力做了多少功；
    ③物体与水平面间的动摩擦因数μ？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，一个质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉恒力F的作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，则水平力F所做的功为（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2007?湖北模拟）如图所示，一个质量为m的小球被AO、BO两根细绳系住，BO绳为水平状态，AO绳与竖直方向的夹角为θ，此时AO绳对小球的拉力大小为T1．烧断BO绳后，小球摆动，当小球再次摆回到图中位置时AO绳对小球的拉力大小为T2．求：
    （1）T1与T2的比值．
    （2）烧断BO绳后，小球通过最低点时，AO绳对小球的拉力大小T3．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，一个质量为m，电荷量为q的带负电的粒子（重力不计），以初速度v由狭缝S1，垂直进入电场强度为E的匀强电场中．
    （1）为了使此粒子不改变方向从狭缝S2穿出，则必须在匀强电场区域加入匀强磁场，求匀强磁场B1的大小和方向．
    （2）带电粒子从S2穿出后垂直边界进入一个矩形区域，该区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，粒子运动轨迹如图所示，若射入点与射出点间的距离为L，求该区域的磁感应强度B2的大小．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案