分析 (1)粒子在加速电场中,电场力做功,由动能定理求出速度v1.
(2)粒子进入偏转电场后,做类平抛运动,运用运动的合成与分解求出电压.
(3)粒子进入磁场后,做匀速圆周运动,结合条件,画出轨迹,由几何知识求半径,再求B.
解答 解:(1)带电微粒经加速电场加速后速度为v0,根据动能定理:qU1=$\frac{1}{2}$mv02
解得:v0=$\sqrt{\frac{2q{U}_{1}}{m}}$代入数据得:v0=1.0×104m/s
(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用,做类平抛运动.在水平方向微粒做匀速直线运动
水平方向:t=$\frac{L}{{v}_{0}}$
代入数据得:t=2×105s
带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动,d=$\frac{1}{2}$at2
a=$\frac{q{U}_{2}}{md}$
联立得:U2=400V
(3)画出微粒运动的轨迹如图,微粒恰好到达右侧边界时,设粒子速度与水平方向夹角为θ
由类平抛运动规律得:tanθ=2
由几何关系得:
r+r•sinθ=D
所以:r=$\frac{D}{1+sinθ}$
微粒在磁场中运动的过程中,洛伦兹力提供向心力,得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$
微粒的速度:v=$\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{2}}^{2}}$=$\sqrt{5}$×104m/s
所以:B=$\frac{mv}{qr}$
代入数据得:B=0.346T
所以使微粒不会由磁场右边界射出,该匀强磁场的磁感应强度不大于0.346T.
答:(1)微粒进入偏转电场时的速度是1.0×104m/s;
(2)偏转电场的电压为400V;
(3)若该匀强磁场的宽度为D=10cm,为使微粒不会由磁场右边界射出,该匀强磁场的磁感应强度不大于0.346T.
点评 本题是带电粒子在组合场中运动的问题,关键是分析粒子的受力情况和运动情况,用力学的方法处理.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 2cm | B. | 4cm | C. | 6cm | D. | 8cm |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 奥斯特发现了电流的磁效应,并发现了电磁感应现象 | |
B. | 库仑提出了库仑定律,并最早用实验测得元电荷e的数值 | |
C. | 焦耳首先引入电场线和磁感线,极大地促进了他对电磁现象的研究 | |
D. | 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 通过电阻丝的电流为$\frac{1}{2}$I | B. | 通过电阻丝的电流为$\frac{1}{4}$I | ||
C. | 电流做功的功率变为$\frac{1}{4}$P | D. | 电流做功的功率变为$\frac{1}{16}$P |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 0~t0,两物体相向而行 | |
B. | 0~t0,乙车平均速度是甲车平均速度的2倍 | |
C. | 在t0时刻之前,两物体间距离越来越大 | |
D. | 在t0时刻之后,两物体间距离越来越大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 仍作直线运动 | |
B. | 立即向左下方偏转,做复杂的曲线运动 | |
C. | 立即向右上方偏转,做复杂的曲线运动 | |
D. | 做匀速圆周运动 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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