【題目】如圖所示,直空中有以O為圓心,半徑為R的圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外,在虛線范圍內(nèi)、x軸上方足夠大的范圍內(nèi)有寬度為d,方向沿y軸負(fù)向、大小為E的勻強(qiáng)電場。圓形磁場區(qū)域的右端與電場左邊界相切,現(xiàn)從坐標(biāo)原點O沿紙面不同方向發(fā)射速率為v 的質(zhì)子,已知質(zhì)子的電荷量為e,質(zhì)量為m,不計質(zhì)子的重力。求

(1)要使質(zhì)子不出磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B要滿足什么條件?

(2)P、N兩點在圓周上,M是OP的中點,MN平行于x軸,若質(zhì)子從N點平行于x軸出磁場,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和粒子從O點出射時的方向。

(3)求質(zhì)子從N點平行于x軸出磁場后與x軸的交點坐標(biāo)。

【答案】(1) (2)600 (3)(,0) (,0)

【解析】試題分析當(dāng)質(zhì)子做圓周運動的半徑時,質(zhì)子不會出磁場,由牛頓第二定律即可求得磁感應(yīng)強(qiáng)度的范圍;畫出粒子運動軌跡,根據(jù)幾何關(guān)系和牛頓第二定律求解;設(shè)質(zhì)子剛好打到電場右邊界與x軸的交點,做類平拋運動,結(jié)合平拋運動公式分為兩種情況即可求解。

1)當(dāng)質(zhì)子做圓周運動的半徑時,質(zhì)子不會出磁場

由牛頓第二定律,得

洛倫茲力為

解得

2)如圖,質(zhì)子做圓周運動的圓心在NA上,ABON的垂直平分線,故交點A為圓心,OMON的一半,知角ONM300,角CNA600,則NA=R,質(zhì)子做圓周運動的的半徑為R

結(jié)合以上解得B=

易知OBx軸的夾角為600

故質(zhì)子出射時速度與x軸成600

3)設(shè)質(zhì)子剛好打到電場右邊界與x軸的交點

在豎直方向:

在水平方向

聯(lián)立解得

i)當(dāng)時,質(zhì)子出邊界之后與x軸相交,設(shè)在電場中的偏移為y,出電場時在y

方向的速度為,偏轉(zhuǎn)角為 結(jié)合以上解得

在豎直方向的速度為:

偏轉(zhuǎn)角為

由圖

聯(lián)立求解得

根據(jù)幾何關(guān)系得:

故與x軸交點坐標(biāo)為(,0

ii) 當(dāng)時,質(zhì)子在電場區(qū)域內(nèi)與x軸相交

解得

水平位移

根據(jù)幾何關(guān)系得:

故與x軸交點坐標(biāo)為(,0

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】將完全相同的、質(zhì)量均為 4kg 的木塊 A B 疊放在水平桌面上,各接觸面動摩擦因數(shù)相同均 μ=0.2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力(g 10N/kg

1)若在 14N 的水平拉力 F1 作用下,求地面對 B 的摩擦力 f2 多大?B A 的摩擦 f1 多大?

2)若將 A、B 緊靠著放在水平桌面上,用水平推力 F2 A 使他們一起勻速運動,則 F2 多大?這時,A B 的彈力有多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】無限長通電直導(dǎo)線在周圍某一點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與電流成正比,與導(dǎo)線到這一點的距離成反比,即B=(式中k為常數(shù)).如圖所示,兩根相距L的無限長直導(dǎo)線分別通有電流I3I.在兩根導(dǎo)線的連線上有a、b兩點,a點為兩根直導(dǎo)線連線的中點,b點距電流為I的導(dǎo)線的距離為L.下列說法正確的是( )

A. a點和b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同

B. a點和b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反

C. a點和b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比為81

D. a點和b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比為161

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】研究勻變速直線運動的實驗中,某同學(xué)選出了一條清晰的紙帶,并取其中的A、BC、DE、F七個點進(jìn)行研究,這七個點和刻度尺標(biāo)度的對照情況如圖所示.

1)由圖可以知道A、B兩點的時間間隔是_____s,A點到D點的距離是_____cm,D點到G點的距離是_____cm;

2)通過測量不難發(fā)現(xiàn),(SBC﹣SAB)與(SCD﹣SBC)、與(SDE﹣SCD)、基本相等.這表明,在實驗誤差允許的范圍之內(nèi),拖動紙帶的小車做的是_____運動;

3)經(jīng)過合理的數(shù)據(jù)處理后,可以求得加速度的a=_____m/s2;

4)還可以求出,打B點時小車的瞬時速度vB=____ m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是兩個等量異種點電荷,周圍有1、2、3、4、5、6各點,其中1、2之間距 離與2、3之間距離相等,2、5之間距離與2、6之間距離相等.兩條虛線互相垂 直且平分,那么關(guān)于各點電場強(qiáng)度和電勢的敘述正確的是(  )

A. 1、3兩點電勢相同

B. 5、6兩點電場強(qiáng)度相同

C. 4、5兩點電勢相同

D. 1、3兩點電場強(qiáng)度相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】帶電荷量為q=+5.0×10-8C的點電荷從A點移到B點時,克服電場力做功3.0×10—6J.已知B點的電勢為UB=20V.求:(1)A、B間的電勢差;(2)A點的電勢;

(3)q從A到B的電勢能變化;

(4)將q/=-5.0x10—8C的點電荷放在A點時它的電勢能.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】隨著機(jī)動車數(shù)量的增加,交通安全問題日益凸顯,分析交通違法事例,將警示我們遵守交通法規(guī),珍惜生命.如圖所示為某型號車緊急制動至停住時(假設(shè)做勻減速直線運動)的圖象(為貨車的速度,x為制動距離),其中圖線1為滿載時符合安全要求的 制動圖象,圖線2為嚴(yán)重超載時的制動圖象。由圖可知,在初速度相同時,同一輛車在嚴(yán)重超載制動距離更長,某路段限速 72 km/h,是根據(jù)該型號貨車時安全制動時間和制動距離 確定的,現(xiàn)有一輛該型號的貨重超載并以54 km/h的速度行駛.通過計算求解:

1)若駕駛員從發(fā)現(xiàn)險情到采取緊急制動措施的反應(yīng)時間為1 s (這段時間內(nèi)汽車勻速),則該型號貨車滿載時以72 km/h 速度正常行駛時與前方靜止障礙物的距離至少應(yīng)為多遠(yuǎn)。

2)駕駛員緊急制動時,該型號嚴(yán)重超載的貨車制動時間和制動距離是否符合安全要求

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是( )

A. 勻速圓周運動是線速度不變的運動

B. 勻速圓周運動是加速度不變的運動

C. 平拋運動是勻變速曲線運動

D. 平拋運動的初速度越大,下落時間就越長

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】測定勻變速直線運動的加速度的實驗中,用打點計時器記錄紙帶運動的時間。計時器所用電源的頻率為50Hz,則打點周期為__________s.圖為一次實驗得到的一條紙帶,紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間都有四個點未畫出,按時間順序取0、1、2、3、4、5、6七個計數(shù)點,用米尺量出1、2、3、4、5、6點到0點的距離如圖所示(單位:cm)。

由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點4所代表時刻的瞬時速度大小v4______m/s,小車的加速度大小a=______m/s2。(保留三位小數(shù))

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