精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示,左侧为两间距d=10cm的平行金属板,加上电压;中间用虚线框表示的正三角形内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1 , 三角形底点A与下金属板平齐,AB边的中点P恰好在上金属板的右端点;三角形区域AC右侧也存在垂直纸面向里,范围足够大的匀强磁场B2 . 现从左端沿中心轴线方向以v0射入一个重力不计的带电微粒,微粒质量m=1.0×10﹣10kg,带电荷量q=﹣1.0×10﹣4C;带电粒子恰好从P点垂直AB边以速度v=2×105m/s进入磁场,则

(1)求带电微粒的初速度v0
(2)若带电微粒第一次垂直穿过AC,则求磁感应强度B1及第一次在B1中飞行时间;
(3)带电微粒再次经AC边回到磁场B1后,求 的取值在什么范围可以使带电微粒只能从BC边穿出?

【答案】
(1)解:微粒在电场中做类平抛运动,根据运动的分解知:

v0=vcos30°= m/s

答:带电微粒的初速度为 m/s


(2)解:设带电微粒由P点垂直AB射入磁场,又垂直AC穿出,所以作以A点为圆心的圆弧,设匀速圆周运动半径为R1,根据几何关系有:

R1= = cm

由qvB1=m

得:B1= = T.

在磁场中飞行时间:t= = = s

答:若带电微粒第一次垂直穿过AC,则磁感应强度B1及第一次在B1中飞行时间为 s;


(3)解:再次经AC边回到磁场B1后不从AB边穿出就一定从BC边出磁场,所以当轨迹刚好与AB边相切时,设在B2中的半径为R2.如图所示,由几何关系:

R

=

所以只需要 即可

答:带电微粒再次经AC边回到磁场B1后,要 可以使带电微粒只能从BC边穿出


【解析】(1)根据类平抛运动规律和运动的分解求解初速度(2)设带电微粒由P点垂直AB射入磁场,又垂直AC穿出,所以作以A点为圆心的圆弧,设匀速圆周运动半径为R1,根据几何关系解半径;由qvB1=m 求出磁场B大小;由转过角度求解时间.(3)再次经AC边回到磁场B1后不从AB边穿出就一定从BC边出磁场,所以当轨迹刚好与AB边相切时,设在B2中的半径为R2.画出运动轨迹图由几何关系求解.
【考点精析】利用洛伦兹力对题目进行判断即可得到答案,需要熟知洛伦兹力始终垂直于v的方向,所以洛伦兹力一定不做功.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学在探究弹力和弹簧伸长的关系时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图1所示,图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图,示数l1_______cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2l3l4l5。已知每个钩码质量是50g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2________N(当地重力加速度g=9.8m/s2)。要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是________。作出F-x图象,得到弹力与弹簧伸长量的关系。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,长木板放置在水平面上,一小物块置于长木板的中央,长木板和物块的质量均为m,物块与木板间的动摩擦因数为μ,木板与水平面间动摩擦因数为 ,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g.现对物块施加一水平向右的拉力F,则木板加速度大小a可能是( )

A.a=μg
B.a=
C.a=
D.a=

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,电路中O点接地,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,M、N两点电势变化情况是( )

A.M点电势升高,N点电势降低
B.M、N两点电势都升高
C.M点电势的改变量小于N点电势的改变量
D.M点电势的改变量大于N点电势的改变量

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直向下,磁感应强度为B的匀强磁场中.质量为m、电阻为 的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨的电阻不计.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v0 . 沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.求:

(1)求初始时刻导体棒受到的安培力.
(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹力势能为EP , 则这一过程中安培力所做的功W1和整个回路的电阻上产生的焦耳热Q分别为多少?
(3)从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q1为多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某质点做直线运动的位移x和时间t的关系如图所示,那么该质点在3s内通过的路程是( )

A.2m
B.3m
C.1m
D.0.5 m

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】利用打点计时器研究一个约1.4m高的商店卷帘窗的运动.将纸带粘在卷帘底部,纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动.打印后的纸带如下图所示,数据如表格所示.纸带中ABBCCD……每两点之间的时间间隔为0.10s,根据各间距的长度,可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度v平均.可以将v平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度v.

卷帘运动数据

间隔

AB

BC

CD

DE

EF

FG

GH

HI

IJ

JK

间距

(cm)

5.0

10.0

15.0

20.0

20.0

20.0

20.0

17.0

8.0

4.0

(1)请根据所提供的纸带和数据,绘出卷帘窗运动的v-t图像.________

(2)AD段的加速度为______ms2AK段的平均速度为______ms.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】把圆形导线圈用细线挂在通电直导线附近,使两者在同一竖直平面内,其中直导线固定,线圈可以自由活动,如图所示.当圆线圈中通入图示方向的电流时,线圈将( )

A.发生转动,同时靠近直导线
B.发生转动,同时离开直导线
C.远离直导线
D.靠近直导线

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r,所给的器材有:
A.电压表V:0~3~15V
B.电流表A:0~0.6~3A
C.滑动变阻器R1(总阻值20Ω)
D.滑动变阻器R2(总阻值100Ω)
E.开关S和导线若干

(1)电压表量程选用;滑动变阻器选用(填R1或R2);
(2)在图中将电压表加入实验电路中;
(3)在U﹣I图中已画出七组实验数据所对应的坐标点,请根据这些点作出U﹣I并由图线求出:E=V,r=Ω

查看答案和解析>>

同步练习册答案