【题目】如图所示装置中,区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场,电场强度分别为E和E/2,Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场,磁感应强度为B .一质量为m、带电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场,经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场,并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中。求:
(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径
(2)O、M间的距离
(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间.
【答案】(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径是.
(2)O、M间的距离是.
(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间是
【解析】试题分析:(1)带电粒子在匀强电场Ⅰ中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速运动,由题意,粒子经过A点的速度方向与OP成60°角,即可求出此时粒子的速度.粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律即可求出轨道半径.
(2)粒子在匀强电场中运动时,由牛顿第二定律求得加速度,在A点,竖直方向的速度大小为vy=v0tan60°,由速度公式求解时间,由位移求得O、M间的距离.
(3)画出粒子在Ⅱ区域磁场中的运动轨迹,由几何知识求出轨迹对应的圆心角θ,根据t=,求出在磁场中运动的时间.粒子进入Ⅲ区域的匀强电场中后,先向右做匀减速运动,后向左做匀加速运动,第二次通过CD边界.由牛顿第二定律和运动学公式结合可求得粒子在Ⅲ区域电场中运行时间,即可求解粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间.
解:(1)粒子在匀强电场中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,设粒子过A点时速度为v,
由类平抛运动的规律知
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
所以
(2)设粒子在电场中运动时间为t1,加速度为a.
则有qE=ma
v0tan60°=at1
即
O、M两点间的距离为
(3)设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为t2.
则由几何关系知轨道的圆心角∠AO1D=60°,则
设粒子在Ⅲ区域电场中运行时间为t3,则牛顿第二定律得
则 t3==
故粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间为
t=t1+t2+t3==
答:
(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径是.
(2)O、M间的距离是.
(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间是.
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,质量为m的小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 若小球刚好能做圆周运动,则它通过最高点时的速度是
B. 若小球刚好能做圆周运动,则它通过最高点时的速度为零
C. 小球在水平线ab以下的管道中运动时,外侧管壁对小球一定无作用力
D. 小球在水平线ab以下的管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,那么小球从接触弹簧开始到
将弹簧压缩到最短的过程中(弹簧一直保持竖直),下列说法中正确的是( )
A. 小球的速度逐渐减小到零
B. 小球的速度先减小后增大
C. 小球的加速度先增大后减小
D. 小球的加速度先减小后增大
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图为 “用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置,摆锤质量为0.008kg。
(1)图中摆锤释放器的作用是______________________________。
(2)将摆锤释放器调整到A位置、定位挡片移动到Q点,释放摆锤,若摆线碰到定位挡片后摆锤摆到左侧最高点恰好与A等高,则说明__________________。
(3)两组同学实验后分别得到如下两组数据:
表一中D点机械能明显偏小,最可能的原因是_________;
表二中A点机械能明显偏大,最可能的原因是_________。
表一
表二
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,电梯中有质量为50kg的乘客,如图所示,在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量是电梯静止时轻质弹簧的伸长量的一半,这一现象表明(g=10m/s2)( )
A. 电梯此时一定加速上升
B. 电梯此时一定减速下降
C. 电梯此时的加速度一定是10m/s2
D. 乘客对电梯地板的压力一定是250N
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受电场力作用,根据此图可做出的正确判断是()
A. 带电粒子电性的正、负
B. 带电粒子在a、b两点的受力方向
C. 带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
D. 带电粒子在a、b两点的速度何处较大
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】对于电场中A、B两点,下列说法正确的是( )
A. 电势差的定义式UAB=,说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比
B. 把正电荷从A点移到B点电场力做正功,则A、B两点的电势差UAB>0
C. 电势差的定义式UAB=中,UAB与移动的电荷量q无关
D. 电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】两个物体A和B,质量分别为2m和m,用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止于水平地面上,如图所示,θ=30°,不计摩擦,则以下说法正确的是( )
A. 绳上拉力大小为mg
B. 地面对物体A的支持力大小为mg
C. 地面对物体A的摩擦力大小为mg
D. 地面对物体A的摩擦力方向向右
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图甲所示,在竖直平面内,将小圆环挂在橡皮条的下端,橡皮条长度为GE.用两根弹簧测力计拉动小圆环到O 点,小圆环受到作用力F1、F2 和橡皮条的拉力F0,如图乙所示.
(1)如图乙,此时要记录下__________、拉力F1、F2 的大小,以及拉力F1、F2 的方向.
(2)实验中,必要的是 (___)
A.选用轻质小圆环
B.弹簧测力计在使用前应校零
C.撤去F1、F2,改用一个力拉住小圆环,仍使它处于O 点
D.用两根弹簧测力计拉动小圆环时,要保持两弹簧测力计相互垂直
(3)图丙中F′是用一个弹簧测力计拉小圆环时在白纸上根据实验结果画出的图示.F 与F′中,方向一定沿GO 方向的是__________ .
(4)某次实验中A 的指针位置如图丁所示,其读数为__________N。
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com