【題目】如圖所示,空間分布著方向平行于紙面且與場(chǎng)區(qū)邊界垂直的有界勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E、場(chǎng)區(qū)寬度為L。在緊靠電場(chǎng)右側(cè)的圓形區(qū)域內(nèi),分布著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小未知,圓形磁場(chǎng)區(qū)域半徑為r。一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電的粒子從A點(diǎn)由靜止釋放后,在M點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng),并沿半徑方向射入磁場(chǎng)區(qū)域,然后從N點(diǎn)射出,O為圓心,MON=120°,粒子重力可忽略不計(jì),求

(1)粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大;

(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小及粒子從A點(diǎn)出發(fā)到從N點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間;

(3)若粒子在離開(kāi)磁場(chǎng)前某時(shí)刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不變,大小突然變?yōu)?/span>B,此后粒子恰好被束縛在磁場(chǎng)中,則B的最小值為多少?

【答案】(1);(2);;(3)

【解析】

(1)設(shè)粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后的速度為v,根據(jù)動(dòng)能定理有:

解得:


(2)粒子在磁場(chǎng)中完成了如圖所示的部分圓運(yùn)動(dòng),設(shè)其半徑為R,因洛倫茲力提供向心力所以有:

由幾何關(guān)系得:

所以

設(shè)粒子在電場(chǎng)中加速的時(shí)間為t1,在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的時(shí)間t2,則粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其周期為

由于MON=120°,所以MON=60°,故粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間

所以粒子從A點(diǎn)出發(fā)到從N點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)所用經(jīng)歷的時(shí)間:

(3)如圖所示,當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)到軌跡與OO連線交點(diǎn)處,改變磁場(chǎng)大小時(shí),恰好被束縛在磁場(chǎng)中,粒子運(yùn)動(dòng)的半徑最大,即B對(duì)應(yīng)最小值,

由幾何關(guān)系得,此時(shí)半徑:

據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力有:

所以

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一電子沿等量異種點(diǎn)電荷的中垂直線由AOB運(yùn)動(dòng),則電子所受等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力的大小和方向變化情況是()

A.先變大后變小,方向水平向左

B.先變大后變小,方向水平向右

C.先變小后變大,方向水平向左

D.先變小后變大,方向水平向右

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】帶負(fù)電的小球用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn),在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng),不計(jì)空氣阻力,當(dāng)小球每次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)( 。

A.擺球受到的磁場(chǎng)力相同

B.擺球的動(dòng)能相同

C.擺球的速度相同

D.擺球所受絲線拉力相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要的儀器為圖中的___________(填選項(xiàng)字母)

(2)某同學(xué)在完成上述實(shí)驗(yàn)后,采用如圖所示的電路測(cè)量變壓器原線圈的電阻(阻值較小),為保證電路中各元件安全,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),首先應(yīng)斷開(kāi)__________(填選項(xiàng)前的字母)

A.導(dǎo)線A B.導(dǎo)線B C.開(kāi)關(guān)C D.導(dǎo)線D

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn),現(xiàn)用一枝鉛筆貼著細(xì)線的左側(cè)水平向右以速度v勻速移動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持鉛筆的高度不變,懸掛橡皮的那段細(xì)線保持豎直,則在鉛筆未碰到橡皮前,橡皮的運(yùn)動(dòng)情況是(  )

A.橡皮在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng)

B.橡皮在豎直方向上做加速運(yùn)動(dòng)

C.橡皮的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線

D.橡皮在圖示虛線位置時(shí)的速度大小為v

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】A、B兩個(gè)半徑相同的天體各有一個(gè)衛(wèi)星a、b環(huán)繞它們做勻速圓周運(yùn)動(dòng),兩個(gè)衛(wèi)星的環(huán)繞周期之比為4;1,A、B各自表面重力加速度之比為4:1(忽略天體的自轉(zhuǎn)),則

A. a、b軌跡半徑之比為4:1

B. AB密度之比為4:1

C. a、b掃過(guò)相同面積所需時(shí)間之比為1:16

D. ab所受向心力之比為1:16

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑水平面上放著質(zhì)量都為m的物塊A和B,A靠著固定的豎直擋板,A、B 間夾一個(gè)被壓縮的輕彈簧彈簧與A、B均不拴接,用手擋住B不動(dòng),此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能為在A、B間系一輕質(zhì)細(xì)繩,細(xì)繩的長(zhǎng)略大于彈簧的自然長(zhǎng)度放手后繩在短暫時(shí)間內(nèi)被拉斷,之后B繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后與向左勻速運(yùn)動(dòng)、速度為v0的物塊C發(fā)生碰撞,碰后B、C立刻形成粘合體并停止運(yùn)動(dòng),C的質(zhì)量為2m求:

B、C相撞前一瞬間B的速度大小;

繩被拉斷過(guò)程中,繩對(duì)A所做的功W

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的敘述正確的是(

A.若足球的運(yùn)動(dòng)軌跡是旋轉(zhuǎn)的香蕉球時(shí),要研究足球的運(yùn)動(dòng)足球可以看做質(zhì)點(diǎn)

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C.接力賽中的100m都是指位移

D.運(yùn)動(dòng)員100m短跑用時(shí)10s,則其加速過(guò)程的平均加速度定不小于

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,MN為兩電荷連線的中垂線,a、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線,且ac關(guān)于MN對(duì)稱,b點(diǎn)位于MN上,d點(diǎn)位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是(

A.b點(diǎn)的電勢(shì)低于c點(diǎn)的電勢(shì)

B.b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于d點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度

C.ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

D.試探電荷+qa點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能

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