(12分)如右圖所示,PQ是兩塊平行金屬板,上極板接電源正極,兩極板之間的電壓為U=1.2×104V,一帶負(fù)電的粒子通過P極板的小孔以速度v0=2.0×104m/s垂直金屬板飛入,通過Q極板上的小孔后,垂直AC邊經(jīng)中點(diǎn)O進(jìn)入邊界為等腰直角三角形的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1.0T,邊界AC的長度為L=1.6m,粒子比荷
=5×104C/kg,不計粒子的重力。求:![]()
(1)粒子進(jìn)入磁場時的速度大;
(2)粒子經(jīng)過磁場邊界上的位置到B點(diǎn)的距離以及在磁場中的運(yùn)動時間。
(1)
(2)BD=0.8m ![]()
解析試題分析:(1)粒子從P板到Q板的過程,只有重力做功,根據(jù)動能定理有![]()
帶入數(shù)據(jù)計算得![]()
(2)粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動![]()
解得圓周運(yùn)動半徑![]()
從O點(diǎn)垂直Q板進(jìn)入磁場,洛倫茲力水平向右,且半徑等于OC,所以圓周運(yùn)動以C點(diǎn)為圓心,那么離開磁場時從BC邊的D點(diǎn)離開,則CD=0.8m。根據(jù)幾何關(guān)系BD=0.8m
粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期![]()
有幾何關(guān)系可知,磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角為直角,所以運(yùn)動時間![]()
考點(diǎn):帶電粒子在加速電場和勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
一個重為500N的人站在升降機(jī)內(nèi)的磅秤上,在升降機(jī)運(yùn)動過程中看到磅秤示數(shù)為450N,則升降機(jī)的運(yùn)動情況是(重力加速度g=10m/s2)( )
| A.向上加速,加速度大小為1m/s2 |
| B.向上減速,加速度大小為1m/s2 |
| C.向下加速,加速度大小為 |
| D.向下減速,加速度大小為 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖所示,坐標(biāo)平面第Ⅰ象限內(nèi)存在大小為E=4×105 N/C、方向水平向左的勻強(qiáng)電場,在第Ⅱ象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.質(zhì)荷比為
=4×10-10 kg/C的帶正電粒子從x軸上的A點(diǎn)以初速度v0=2×107 m/s垂直x軸射入電場,OA=0.2 m,不計重力.求:
(1)粒子經(jīng)過y軸時的位置到原點(diǎn)O的距離;
(2)若要求粒子不能進(jìn)入第三象限,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進(jìn)入電場后的運(yùn)動情況.)![]()
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(16分)如圖所示,直角坐標(biāo)系xoy的第一象限內(nèi)有場強(qiáng)為E方向沿x軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場,第二象限內(nèi)有方向沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場,在
的區(qū)域內(nèi)有方向垂直坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)磁場.一質(zhì)量為m、電荷量為q的正粒子(不計重力),從P(
)點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動, 通過第二象限后經(jīng)
點(diǎn)再進(jìn)入y≤0區(qū)域,并恰好經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O.求![]()
(1)第二象限內(nèi)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)
.
(2)y≤0區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.
(3)粒子從P到0經(jīng)歷的時間.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
在如圖所示,x軸上方有一勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里,大小為B,x軸下方有一勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度的大小為E,方向與y軸的夾角θ為45o且斜向上方,F(xiàn)有一質(zhì)量為m電量為q的正離子,以速度v0由y軸上的A點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場,該離子在磁場中運(yùn)動一段時間后從x軸上的C點(diǎn)進(jìn)入電場區(qū)域,該離子經(jīng)C點(diǎn)時的速度方向與x軸夾角為45o。 不計離子的重力,設(shè)磁場區(qū)域和電場區(qū)域足夠大。 求:![]()
(1)C點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)離子從A點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越x軸時的運(yùn)動時間;
(3)離子第四次穿越x軸時速度的大小及速度方向與電場方向的夾角.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖所示,水平地面上有一輛固定有豎直光滑絕緣管的小車,管的底部有一質(zhì)量m=0.2g、電荷量q=8×10-5C的小球,小球的直徑比管的內(nèi)徑略。诠芸谒谒矫鍹N的下方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1= 15T的勻強(qiáng)磁場,MN面的上方還存在著豎直向上、場強(qiáng)E=25V/m的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=5T的勻強(qiáng)磁場.現(xiàn)讓小車始終保持v=2m/s的速度勻速向右運(yùn)動,以帶電小球剛經(jīng)過場的邊界PQ為計時的起點(diǎn),測得小球?qū)軅?cè)壁的彈力FN隨高度h變化的關(guān)系如圖所示.g取10m/s2,不計空氣阻力.求:![]()
(1)小球剛進(jìn)入磁場B1時的加速度大小a;
(2)絕緣管的長度L;
(3)小球離開管后再次經(jīng)過水平面MN時距管口的距離![]()
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板,兩板間電壓可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值。靜止的帶電粒子帶電量為+q,質(zhì)量為m(不計重力),從點(diǎn)P經(jīng)電場加速后,從小孔 Q進(jìn)入N板右側(cè)的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外,CD為磁場邊界上的一絕緣板,它與N板的夾角為a=45°,孔Q到板的下端C的距離為L。當(dāng)M、N兩板間電壓取最大值時,粒子恰垂直打在CD板上。求![]()
(1)兩板間電壓的最大值Um;
(2)CD板上可能被粒子打中的區(qū)域的長度![]()
(3)粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間tm。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖a所示,水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場,現(xiàn)將一重力不計、比荷
=106 C/kg的正電荷置于電場中的O點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過
×10-5 s后,電荷以v0=1.5×104 m/s的速度通過MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場,磁場與紙面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化(圖b中磁場以垂直紙面向外為正,以電荷第一次通過MN時為t=0時刻).求:![]()
(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大;(保留2位有效數(shù)字)
(2)圖b中t=
×10-5 s時刻電荷與O點(diǎn)的水平距離;
(3)如果在O點(diǎn)右方d=68 cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動到擋板所需的時間.(sin 37°=0.60,cos 37°=0.80) (保留2位有效數(shù)字)
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