精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
1.如图所示,y轴右方有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,一个质量为m、电量为q的质子以速度V水平向右通过X轴上P点,最后从y轴上的M点射出磁场,已知M点到原点O的距离为H,质子射出磁场时速度方向与y轴负方向夹角θ=30°,(不计质子重力)求:
(1)磁感应度的大小.
(2)适当的时候,在y轴右方再加一个匀强电场就可以使质子最终能沿y轴正方向做匀速直线运动.从质子经过P点开始计时,再经过多长时间加这个匀强电场?电场强度多大?方向如何?

分析 (1)由于磁场只存在x≥0区域,质子沿x轴正方向运动时,若洛伦兹力方向沿y轴负方向,则质子在第四象限运动,就不可能达M点,所以质子所受洛伦兹力方向必沿y轴正方向,再由左手定则判定磁场方向应垂直纸面向里.
(2)由题意和半径公式可知,要求磁感应强度B应先求半径R,要求半径得首先确定圆心.题中已知圆周上P、M两点的速度方向,可确定圆心O,根据几何关系和向心力公式即可求解.

解答 解:(1)质子在磁场中做匀速圆周运动
根据牛顿第二定律得:BqV=$\frac{{m{V^2}}}{r}$
如图根据几何知识得:H=r+rsin30°
所以磁感应强度的大小是B=$\frac{3mV}{2Hq}$
(2)质子的速度方向平行y轴沿y轴正方向时,所受洛伦兹力方向平行于X轴,指向X轴的负方向.这时沿平行于X轴的方向上加上适当的电场,可使质子受到的洛伦兹力和电场力平衡,使质子沿平行于y轴的正方向匀速直线运动.
则所用时间为:t=$\frac{1}{4}T$
而T=$\frac{2πm}{Bq}$
所以:t=$\frac{πm}{2Bq}$=$\frac{πH}{3V}$
质子匀速直线运动时有:BqV=Eq  
得:E=BV=$\frac{{3m{V^2}}}{2Hq}$
因为质子带正电,所以电场强度的方向沿平行于X轴的正方向.
答:(1)磁感应度的大小为$\frac{3mV}{2Hq}$.
(2)适当的时候,在y轴右方再加一个匀强电场就可以使质子最终能沿y轴正方向做匀速直线运动.从质子经过P点开始计时,再经过$\frac{πH}{3V}$时间加这个匀强电场,电场强度大小为$\frac{3m{V}^{2}}{2Hq}$,方向沿平行于X轴的正方向.

点评 带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为:定圆心、画轨迹、求半径,同时还利用圆弧的几何关系来帮助解题,难度适中.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

15.如图所示,三个完全相同的物块B、C、D,置于水平桌面上,轻绳OQ沿水平方向,轻绳OP与水平方向夹角为45°,小球A及物块B、C、D所受重力大小均为10N,三物块与小球均保持静止状态,则下列说法正确的有(  )
A.物块D受到一个大小为10的摩擦力
B.物块B受到水平桌面一个大小为10N的摩擦力
C.C对B的压力大小为10N
D.OP绳产生的拉力为10$\sqrt{2}$N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

12.在某电视台娱乐节目中,一选手从较高的平台上以水平速度跃出后,落在水平传送带上,已知平台与传送带高度差H=1.8m,水池宽度s0=1.2m.由于传送带足够粗糙,假设人落到传送带上后瞬间相对传送带静止,选手经过反应时间△t=1.0s后,立刻以a=2m/s2恒定加速度向右跑至传送带最右端.已知重力加速度为g=10m/s2.若传送带以u=1m/s的恒定速度向左运动,选手要能到达传送带右端,他从高台上跃出的水平速度v至少多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

9.某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度.测量时保持镜面与地面垂直,镜子与眼睛的距离为0.4m.在某位置时,他在镜中恰好能够看到整棵树的像;然后他向前走了6.0m,发现用这个镜子长度的$\frac{5}{6}$就能看到整棵树的像,求这个树的高度.(要求在答题卷上画出符合题意的光路图)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.如图所示,左侧是倾角为60°的斜面,右侧是圆弧面的物体固定在水平地面上,圆弧面底端的切线水平,一根两端分别系有质量为m1、m2小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮.当它们处于平衡状态时,连接m2小球的轻绳与水平线的夹角为60°,不计一切摩擦,两小球可视为质点.两小球的质量之比m1:m2为多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

6.月球表面上的重力加速度是地球表面上的$\frac{1}{6}$,同一个飞行器在月球表面上时与在地球表面上时相比较(  )
A.惯性减小为$\frac{1}{6}$,重力不变B.惯性和重力都减小为$\frac{1}{6}$
C.惯性不变,重力减小为$\frac{1}{6}$D.惯性和重力都不变

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

13.下列说法正确的是(  )
A.同学甲用力把同学乙推倒,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用
B.电灯吊在电线下,灯对电线拉力的施力物体应该是地球
C.任何一个物体,一定既是受力物体,同时也是施力物体
D.球被一脚踢出后,在空中仍然受到一个向前的力

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

10.某同学通过实验描绘出了一个小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示,已知小灯泡的额定电压为12V.电流表内阻约为20Ω,电压表内阻约为30KΩ.
(1)请在图乙的虚线方框中画出此实验电路.

(2)根据设计的电路图在图丙的实物上连线.图丙中已完成部分连线,请再补上两条导线使电路完整.
(3)由小灯泡的伏安特性曲线可知当小灯泡两端的电压为2V时,小灯泡的功率为P=1.18W.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

11.有一物体只受到两个外力的作用,正沿某方向做匀速直线运动.若将其中一个力的方向旋转90°,保持这个力的大小和另一个力不变,则物体运动情况是(  )
A.可能做匀速直线运动B.可能做匀加速直线运动
C.可能做匀速圆周运动D.一定做轨迹为抛物线的曲线运动

查看答案和解析>>

同步练习册答案