分析 粒子進(jìn)入第四象限后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則qE2=mg,微粒從P1到P2做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解;
在第四象限,洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律列方程求半徑;
根據(jù)彭厚粒子能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)求出碰后速度表達(dá)式,根據(jù)動(dòng)量守恒求出碰前速度與碰后速度的關(guān)系,再根據(jù)重力與電場(chǎng)力平衡求出質(zhì)量;
解答 解:(1)粒子進(jìn)入第四象限后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則qE2=mg
微粒從P1到P2做類平拋運(yùn)動(dòng),E1=2E2
豎直方向:a=$\frac{q{E}_{1}+mg}{m}$=3g
運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t1=$\sqrt{\frac{2O{P}_{1}}{a}}$=$\sqrt{\frac{2L}{a}}$=$\sqrt{\frac{2L}{3g}}$
微粒射入的初速度v0=$\frac{O{P}_{2}}{{t}_{1}}$=$\sqrt{\frac{3}{2}gL}$
(2)到達(dá)P2點(diǎn)時(shí)沿y軸負(fù)方向的分速度vy=at1=$\sqrt{6gL}$
進(jìn)入第四象限時(shí)的速度v=$\sqrt{{{v}_{0}}^{2}+{{v}_{y}}^{2}}$=$\sqrt{\frac{15}{2}gL}$
在第四象限,洛倫茲力提供向心力,qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
解得:R=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{m}{qB}$$\sqrt{\frac{15}{2}gL}$
(3)被碰粒子在第四象限處于靜止,所受的電場(chǎng)力與重力平衡,粒子帶負(fù)電,設(shè)被碰粒子的質(zhì)量為m1,電量q1,則m1g=q1E2
運(yùn)動(dòng)粒子與靜止的粒子相碰,設(shè)碰后的共同速度為v1,根據(jù)動(dòng)量守恒:
mv=(m+m1)v1
粘合后能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(q+q1)v1B=(m+m1)$\frac{{{v}_{1}}^{2}}{{R}_{1}}$
由幾何關(guān)系$\frac{{v}_{0}}{v}$=$\frac{R-{R}_{1}}{R}$
解得:m1=($\frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}-1}$-1)$\frac{q{E}_{2}}{g}$=$\frac{(\sqrt{5}+1)m}{4}$
答:(1)微粒射入的初速度為$\sqrt{\frac{3}{2}gL}$;
(2)粒子進(jìn)入第四象限后做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑$\frac{m}{qB}$$\sqrt{\frac{15}{2}gL}$;
(3)粒子運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)剛好與另一個(gè)懸浮的可視為質(zhì)點(diǎn)的靜止粒子相碰并粘在一起,且繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng),并剛好垂直于x軸進(jìn)入第一象限.不計(jì)粒子間的靜電力作用,粒子的重力不能忽略,被碰粒子的質(zhì)量$\frac{(\sqrt{5}+1)m}{4}$.
點(diǎn)評(píng) 本題考查帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),注意在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)要注意幾何關(guān)系的應(yīng)用,在電場(chǎng)中注意由類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解.
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
t/s | v/m•s-1 |
0 | 30 |
100 | 40 |
300 | 50 |
400 | 50 |
500 | 60 |
550 | 70 |
600 | 80 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 做探究彈簧的伸長(zhǎng)與外力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將彈簧水平放置測(cè)原長(zhǎng) | |
B. | 卡文迪許巧妙地運(yùn)用扭秤實(shí)驗(yàn),成功測(cè)出了靜電力常量的數(shù)值 | |
C. | 在“探究加速度與力,質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,運(yùn)用了控制變量法 | |
D. | 在力學(xué)單位制中,規(guī)定力、長(zhǎng)度、時(shí)間三個(gè)物理量的單位為基本單位. |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | mg | B. | $\frac{mg}{2}$ | C. | $\frac{\sqrt{2}mg}{2}$ | D. | $\frac{\sqrt{3}mg}{2}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 使線圈在紙面內(nèi)向右平動(dòng) | B. | 使線圈在紙面內(nèi)向上平動(dòng) | ||
C. | 使線圈以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng) | D. | 使線圈以bd為軸轉(zhuǎn)動(dòng) |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 磁通量變化越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 | |
B. | 磁通量減小,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定減小 | |
C. | 磁通量越大,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 | |
D. | 磁通量變化越大,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也越大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 重力做功10J | B. | 合外力對(duì)物體做功2J | ||
C. | 手對(duì)物體做功2J | D. | 合外力對(duì)物體做功12J |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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