精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】空间中有一直角坐标系,其第一象限在圆心为、半径为R、边界与x轴和y轴相切的圆形区域内,有垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为B;第二象限中存在方向竖直向下的匀强电场。现有一群质量为m.电荷量为q的带正电的粒子从圆形区域边界与x轴的切点A处沿纸面上的不同方向射入磁场中,如图所示。已知粒子的磁场中做匀速圆周运动的半径均为R,其中沿方向射入的粒子恰好到达x轴上与O点距离为2R的N点,不计粒子的重力和它们之间的相互作用力,求:

(1)粒子射入磁场时的速度大小及电场强度的大小;

(2)速度方向与夹角为(斜向右上方)的粒子到达y轴所用的时间。

【答案】(1) (2)

【解析】试题分析:(1)设粒子射入磁场时的速度大小为v,因在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,由牛顿第二定律得,得

如图甲所示,因粒子的轨迹半径是R,故沿AO1方向射入的粒子一定从与圆心等高的D点沿x轴负方向射入电场,则粒子在电场中从D点到N点做类平抛运动,有

又因为

解得(2分)

(2)轨迹如图所示

对于速度v(斜向右上方)的粒子,轨迹如图乙所示,轨迹圆心为C,从M点射出磁场,连接O1M,四边形O1MCA是菱形,故CM垂直于x轴,速度方向偏转角度等于圆心角θ=150°,

速度为v的粒子在磁场中运动的时间为

粒子离开磁场到y轴的距离MH=,在无场区运动的时间

设粒子在电场中到达x轴运动的时间为t3

故粒子到达x轴的时间为

t=t1+t2+t3

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图为演示光电效应的装置,闭合开关S,当用某种频率的光照射光电管时,电流表A有示数,则下列说法中正确的是( )

A. 断开开关S,则电流表示数为零

B. 将滑动变阻器的滑片ca端移动,电流表的示数减小

C. 换用频率更高的光照射光电管,并将电源反接,电流表的示数一定增大

D. 增大照射光电管的光照强度,同时将滑动变阻器的滑片ca端移动,电流表的示数一定增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤,其示意图如下.图中ABCD均为石头的边缘点,O为青藤的固定点,h11.8 mh24.0 mx14.8 mx28.0 m.开始时,质量分别为M10 kgm2 kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上,当大猴发现小猴将受到伤害时,迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头.大猴抱起小猴跑到C点,抓住青藤下端,荡到右边石头上的D点,此时速度恰好为零.运动过程中猴子均可看成质点,空气阻力不计,重力加速度g10 m/s2.求:

(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值;

(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小;

(3)猴子荡起时,青藤对猴子的拉力大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】关于自由落体运动,下列说法正确的是( )

A.质量大的物体自由下落时的加速度大

B. 雨滴下落的过程是自由落体运动

C.在自由落体运动过程中,不同质量的物体运动规律相同

D.从水平飞行着的飞机上释放的物体将做自由落体运动

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】关于滑动摩擦力,下列说法正确的是(  )

A. 两物体间的接触面积越大,滑动摩擦力就越大

B. 物体的运动速度越大,滑动摩擦力就越大

C. 两接触面间的滑动摩擦力越大,说明两接触面越粗糙

D. 滑动摩擦力大小不仅与两接触面的粗糙程度有关,还与它们间的正压力有关,而与接触面积的大小无关

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图,两条间距L=0.5m且足够长的平行光滑金属直导轨,与水平地面成30°角固定放置,磁感应强度B=0.4T的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上,质量的金属棒abcd垂直导轨放在导轨上,两金属棒的总电阻r=0.2Ω,导轨电阻不计。ab在沿导轨所在斜面向上的外力F作用下,沿该斜面以的恒定速度向上运动。某时刻释放cd cd向下运动,经过一段时间其速度达到最大。已知重力加速度g=10m/s2,求在cd速度最大时,

(1)abcd回路的电流强度I以及F的大小;

(2)abcd回路磁通量的变化率以及cd的速率。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】2017年亚冬会单板滑雪男子、女子U型池比赛中,中国选手包揽了男女组冠军。U型池由两个完全相同的圆弧滑道AB、CD以及水平滑道BC构成,圆弧滑道的半径R=3.5m,B、C分别为圆弧滑道的最低点,B、C间的距离,如图所示。设某次比赛中,运动员连同滑板的质量m=50kg,运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度,到达C点时对圆弧滑道的压力为7mg,离开D点后经过0.8s上升到最高点。将运动员视为质点,忽略空气阻力的影响,取g=10m/s2,求:

(1)滑板与水平滑道BC间的动摩擦因数;

(2)从C到D的过程中,运动员克服阻力做的功。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,一列简谐横波沿x轴正向传播,从波传到x=5 m的M点时开始计时,已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0. 4 s,下面说法中正确的是___________

A.该列波在0.1 s内向右传播的距离为1 m

B.质点Px=1 m)在0.1s内向右运动的位移大小为1 m

C.在0~0.1 s时间内,质点Qx=1.5 m)通过的路程是10 cm

D.在t=0.2 s时,质点Qx=1.5 m)的振动方向沿y轴正方向

E.质点Nx=9 m)经过0.5 s第一次到达波谷

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,电容器固定在一个绝缘座上,绝缘座放在光滑水平面上,平行板电容器板间距离为d,右极板有一小孔,通过孔有绝缘杆,左端固定在左极板上,电容器极板连同底座、绝缘杆总质量为M。给电容器充电后,有一质量为m的带正电环恰套在杆上以某一速度v0对准小孔向左运动,设带电环不影响电容器极板间电场的分布。带电环进入电容器后距左极板的最小距离为d/2,则

A. 带电环与左极板相距最近时的速度

B. 此过程中电容器移动的距离

C. 此过程屮电势能的变化量

D. 带电环减少的动能大于电容器增加的动能

查看答案和解析>>

同步练习册答案