分析 (1)根据粒子穿越电场后速度偏转45度,结合平行四边形定则求出竖直分速度和水平分速度的关系,结合粒子在电场中水平方向上做匀速直线运动,竖直方向上做匀加速直线运动,结合牛顿第二定律和运动学公式求出带电粒子匀速运动的速度大小.
(2)根据洛伦兹力提供向心力求出粒子在磁场中运动的轨迹半径,结合几何关系求出圆形磁场区域的最小半径,以及圆心的坐标.
解答 解:(1)设带电粒子匀速运动时速度为v0,带电粒子在电场中做类平抛运动加速度为a,在电场中运动时间为t,离开电场时水平方向速度为vx,竖直方向速度为vy,
水平分速度vx=v0,
竖直分速度vy=at,
根据平行四边形定则知,$tan45°=\frac{{v}_{y}}{{v}_{x}}$,
L=v0t,
根据牛顿第二定律得,qE=ma,
解得 ${v}_{0}=\sqrt{\frac{qLE}{m}}$.
(2)设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R,圆形匀强磁场区域的最小半径为r
$q{v}_{0}B=m\frac{{{v}_{0}}^{2}}{R}$,
由几何关系得,r=$\frac{\sqrt{2}}{2}R$,
圆形匀强磁场区域的最小半径,r=$\frac{1}{B}\sqrt{\frac{mLE}{2q}}$.
圆形匀强磁场的圆心坐标
x=rcos45°,y=L+rsin45°,
解得圆心坐标为($\frac{1}{2B}\sqrt{\frac{mLE}{q}}$,L+$\frac{1}{2B}\sqrt{\frac{mLE}{q}}$).
答:(1)带电粒子勻速运动速度的大小为$\sqrt{\frac{qLE}{m}}$;
(2)圆形匀强磁场区域的最小半径为$\frac{1}{B}\sqrt{\frac{mLE}{2q}}$,圆心坐标为($\frac{1}{2B}\sqrt{\frac{mLE}{q}}$,L+$\frac{1}{2B}\sqrt{\frac{mLE}{q}}$).
点评 本题主要考查了带电粒子在混合场中运动的问题,要求同学们能正确分析粒子的受力情况,再通过受力情况分析粒子的运动情况,熟练掌握圆周运动及平抛运动的基本公式,难度适中.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 直接输电,用户两端的电压为 200V | |
B. | 若要求用户两端的电压为 220V,则应配备原、副线圈匝数比为1:4(发电厂)和 5:1(用户端)的变压器 | |
C. | 若用 1000V 的高压输电,输电线的损耗功率仅为总功率的 0.5% | |
D. | 若要求输电线损耗的功率仅为总功率的 5%,升压变压器原、副线圈匝数比为 1:4 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | R=$\frac{U}{3I}$,k=3 | B. | R=$\frac{2U}{3I}$,k=$\frac{3}{2}$ | C. | R=$\frac{U}{5I}$,k=2 | D. | R=$\frac{U}{I}$,k=$\frac{1}{2}$ |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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