如圖所示,在以原點(diǎn)O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)充滿了磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),x軸下方為一平行板電容器,其正極板與x軸重合且在O處開(kāi)有小孔,兩極板間距離為,F(xiàn)有電荷量為e、質(zhì)量為m的電子在O點(diǎn)正下方負(fù)極板上的P點(diǎn)由靜止釋放。不計(jì)電子所受重力。
(1)若電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后剛好從磁場(chǎng)的最右邊緣處返回到x軸上,求加在電容器兩極板間的電壓。
(2)將兩極板間的電壓增大到原來(lái)的4倍,先在P處釋放第一個(gè)電子,在這個(gè)電子剛到達(dá)O點(diǎn)時(shí)釋放第二個(gè)電子,求
①第一個(gè)電子在電場(chǎng)中和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比
②第一個(gè)電子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),第二個(gè)電子的位置坐標(biāo)。
(1)U = (2) ① ②
解析試題分析:(1)設(shè)加速電壓為U,電子經(jīng)電場(chǎng)加速后速度為v,由動(dòng)能定理得:
,又有 , r =
聯(lián)立以上各式解得U =
(2)①電壓增加為原來(lái)4倍,則電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,電子在磁場(chǎng)中的半徑 。
設(shè)電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,加速度為a
由牛頓第二定律: 且
解得:
電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)總時(shí)間為t2,則有
由圖知道
解得:,即
②由以上的時(shí)間關(guān)系可知:第一個(gè)電子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),第二個(gè)電子的圓心角為300,如圖中的Q點(diǎn):
考點(diǎn):此題考查了帶電粒子在電場(chǎng)中的加速問(wèn)題以及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題;帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線加速可以由動(dòng)能定理及牛頓定律求解。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)滿足,周期。
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(18分)如圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為q、重力不計(jì)的微粒,從傾斜放置的平行電容器I的A板處由靜止釋放,A、B間電壓為U1。微粒經(jīng)加速后,從D板左邊緣進(jìn)入一水平放置的平行板電容器II,由C板右邊緣且平行于極板方向射出,已知電容器II的板長(zhǎng)為板間距離的2倍。電容器右側(cè)豎直面MN與PQ之間的足夠大空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出),MN與PQ之間的距離為L(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在微粒的運(yùn)動(dòng)路徑上有一厚度不計(jì)的窄塑料板(垂直紙面方向的寬度很小),斜放在MN與PQ之間,=45°。求:
(1)微粒從電容器I加速后的速度大;
(2)電容器II CD間的電壓;
(3)假設(shè)粒子與塑料板碰撞后,電量和速度大小不變、方向變化遵循光的反射定律,碰撞時(shí)間極短忽略不計(jì),微粒在MN與PQ之間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和路程。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(12分)如圖所示,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)。電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m,導(dǎo)軌平面與水平面成370角,下端連接阻值為R的電阻。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為0.2kg。電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。求:
(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大;
(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),電阻消耗的功率為,求該速度的大;
(3)在上問(wèn)中,若,金屬棒中的電流方向到,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向。(取 ,,)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(16分)如圖所示,在xoy平面的第四象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,第一象限存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于xoy平面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場(chǎng)上邊界與x軸正向夾角θ=30°,直線MN與y軸平行,N點(diǎn)坐標(biāo)為(L,0),現(xiàn)從MN上的P點(diǎn)無(wú)初速度釋放質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電粒子,不計(jì)粒子的重力,求:
(1)若粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后將垂直于上邊界射出磁場(chǎng),求PN之間的距離;
(2)若粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后能再次回到電場(chǎng)中,則PN之間的距離應(yīng)滿足什么條件?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,水平面內(nèi)有兩根互相平行且足夠長(zhǎng)的光滑金屬軌道,它們間的距離L="0.20" m,在兩軌道的左端之間接有一個(gè)R=0.10的電阻。在虛線OO′(OO′垂直于軌道)右側(cè)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T。一根質(zhì)量m=0.10kg的直金屬桿垂直于軌道放在兩根軌道上。某時(shí)刻桿以=2.0m/s且平行于軌道的初速度進(jìn)入磁場(chǎng),同時(shí)在桿上施加一個(gè)水平拉力,使其以=2.0m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。桿始終與軌道垂直且它們之間保持良好接觸。桿和軌道的電阻均可忽略。
(1)請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算判斷,在金屬桿向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,桿上所施加的水平拉力的方向;
(2)在金屬桿向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,求桿中的感應(yīng)電流為最大值的時(shí),水平拉力的大小;
(3)從金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)至速度減為零的過(guò)程中,電阻R上發(fā)出的熱量Q=0.13J,求此過(guò)程中水平拉力做的功。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如右圖,在區(qū)域內(nèi)存在與xy平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.在t=0時(shí)刻,一位于坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子源在xy平面內(nèi)發(fā)射出大量同種帶電粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向與y軸正方向的夾角分布在0~180°范圍內(nèi).已知沿y軸正方向發(fā)射的粒子在時(shí)刻剛好從磁場(chǎng)邊界上點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng).求:
(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R及粒子的比荷q/m;
(2)此時(shí)刻仍在磁場(chǎng)中的粒子的初速度方向與y軸正方向夾角的取值范圍;
(3)從粒子發(fā)射到全部粒子離開(kāi)磁場(chǎng)所用的時(shí)間。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題
如圖所示,小物體A沿高為h、傾角為θ的光滑斜面以初速度v0從頂端滑到底端,而相同的物體B以同樣大小的初速度從同等高度處豎直上拋,則( )
A.兩物體落地時(shí)速度相同 |
B.從開(kāi)始至落地,重力對(duì)它們做功相同 |
C.兩物體落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率一定相同 |
D.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地過(guò)程中,重力對(duì)它們做功的平均功率一定相同 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題
如圖所示,一個(gè)物體放在水平面上,在跟豎直方向成θ角的斜向上的拉力F的作用下沿水平面移動(dòng)了距離s,若物體的質(zhì)量為m,物體與水平面之間的摩擦力大小為f,則在此過(guò)程中
A.摩擦力做的功為fs | B.力F做的功為Fscosθ |
C.力F做的功為Fssinθ | D.重力做的功為mgs |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題
如圖所示,一根輕桿兩端有小球a、b,它們的質(zhì)量分別是m和2m,桿可繞中心點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動(dòng),使桿由水平位置無(wú)初速度釋放,桿轉(zhuǎn)至豎直位置的過(guò)程中( )
A.b球的重力勢(shì)能減少,動(dòng)能增加,機(jī)械能守恒 |
B.桿對(duì)a球做正功 |
C.桿對(duì)b球做正功 |
D.整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 |
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無(wú)主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com