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.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
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 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
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 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
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 |
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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. | 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 |
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