502、每当夜晚来临的时候,我就特别????
501、失败的男人把故事变成事故,成功的男人把事故变成故事。
15.[解析]
电子所受重力不计。它在磁场中做匀速圆周运动,圆心为O″,半径为R。圆弧段轨迹AB所对的圆心角为θ,电子越出磁场后做速率仍为v的匀速直线运动, 如图4所示,连结OB,∵△OAO″≌△OBO″,又OA⊥O″A,故OB⊥O″B,由于原有BP⊥O″B,可见O、B、P在同一直线上,且∠O'OP=∠AO″B=θ,在直角三角形OO'P中,O'P=(L+r)tanθ,而,
,
所以求得R后就可以求出O'P了,电子经过磁场的时间可用t=来求得。
由得R=
,
,
14.[解析]
本题考查带电粒子在复合场中的运动。
带电粒子平行于x轴从C点进入磁场,说明带电微粒所受重力和电场力平衡。设电场强度大小为E,由
可得
方向沿y轴正方向。
带电微粒进入磁场后,将做圆周运动。 且
r=R
如图(a)所示,设磁感应强度大小为B。由
得
方向垂直于纸面向外
(2)这束带电微粒都通过坐标原点。
方法一:从任一点P水平进入磁场的带电微粒在磁场中做半径为R的匀速圆周运动,其圆心位于其正下方的Q点,如图b所示,这束带电微粒进入磁场后的圆心轨迹是如图b的虚线半圆,此圆的圆心是坐标原点为。
方法二:从任一点P水平进入磁场的带电微粒在磁场中做半径为R的匀速圆周运动。如图b示,高P点与O′点的连线与y轴的夹角为θ,其圆心Q的坐标为(-Rsinθ,Rcosθ),圆周运动轨迹方程为
得
x=0 x=-Rsinθ
y=0 或 y=R(1+cosθ)
(3)这束带电微粒与x轴相交的区域是x>0
带电微粒在磁场中经过一段半径为r′的圆弧运动后,将在y同的右方(x>0)的区域离开磁场并做匀速直线运动,如图c所示。靠近M点发射出来的带电微粒在突出磁场后会射向x同正方向的无穷远处国靠近N点发射出来的带电微粒会在靠近原点之处穿出磁场。所以,这束带电微粒与x同相交的区域范围是x>0.
13.[解析]
本题考查平抛运动和带电小球在复合场中的运动。
(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,说明电场力和重力平衡(恒力不能充当圆周运动的向心力),有
①
②
重力的方向竖直向下,电场力方向只能向上,由于小球带正电,所以电场强度方向竖直向上。
(2)小球做匀速圆周运动,O′为圆心,MN为弦长,,如图所示。设半径为r,由几何关系知
③
小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力白日提供,设小球做圆周运动的速率为v,有
④
由速度的合成与分解知
⑤
由③④⑤式得
⑥
(3)设小球到M点时的竖直分速度为vy,它与水平分速度的关系为
⑦
由匀变速直线运动规律
⑧
由⑥⑦⑧式得
⑨
12.[解析]
本题考查带电粒子在有界磁场中的运动。
粒子在磁场中做匀速圆周运动,如图所示.由于粒子在分界线处的速度与分界线垂直,圆心O应在分界线上,OP长度即为粒子运动的圆弧的半径R.由几何关系得
………①
设粒子的质量和所带正电荷分别为m和q,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得
……………②
设为虚线与分界线的交点,
,则粒子在磁场中的运动时间为
……③
式中有………④粒子进入电场后做类平抛运动,其初速度为v,方向垂直于电场.设粒子的加速度大小为a,由牛顿第二定律得
…………⑤
由运动学公式有……⑥
………⑦
由①②⑤⑥⑦式得…………⑧
由①③④⑦式得
11.[解析]
(1)若粒子速度为v0,则qv0B =, 所以有R =
,
设圆心在O1处对应圆弧与ab边相切,相应速度为v01,则R1+R1sinθ =,
将R1 =代入上式可得,v01 =
类似地,设圆心在O2处对应圆弧与cd边相切,相应速度为v02,则R2-R2sinθ =,
将R2 =代入上式可得,v02 =
所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足<v0≤
(2)由t =及T =
可知,粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角α越长,在磁场中运动的时间也越长。由图可知,在磁场中运动的半径r≤R1时,运动时间最长,弧所对圆心角为(2π-2θ),
所以最长时间为t ==
10.[解析]
⑴由于粒子在P点垂直射入磁场,故圆弧轨道的圆心在AP上,AP是直径。
设入射粒子的速度为v1,由洛伦兹力的表达式和牛顿第二定律得:
①
由上式解得
②
(2)如图所示设O/是粒子在磁场中圆弧轨道的圆心,连接O/Q,设O/Q=R/。
由几何关系得:
③
④
由余弦定理得: ⑤
解得
⑥
设入射粒子的速度为v,由
解出
⑦
9.[答案]C
[解析]由可知,粒子的动能越小,圆周运动的半径越小,结合粒子运动轨迹可知,粒子选经过a点,再经过b点,选项A正确。根据左手定则可以判断粒子带负电,选项C正确。
8.[答案]ABC
[解析]由加速电场可见粒子所受电场力向下,即粒子带正电,在速度选择器中,电场力水平向右,洛伦兹力水平向左,如图所示,因此速度选择器中磁场方向垂直纸面向外B正确;经过速度选择器时满足,可知能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B,带电粒子进入磁场做匀速圆周运动则有
,可见当v相同时,
,所以可以用来区分同位素,且R越大,比荷就越大,D错误。
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