分析 (1)粒子在電場中做類平拋運動,將運動分解成水平方向和豎直方向,即可求出速度;
(2)結(jié)合(1)中求得的時間與速度,求出粒子從電場中飛出時的側(cè)向位移為h,和進入界面MN時偏離中心線RO的距離為y,帶電粒子在離開電場后將做勻速直線運動,由相似三角形知識求得L;
(3)設(shè)粒子從電場中飛出時的速度方向與豎直方向的夾角為θ,根據(jù)速度關(guān)系求出夾角,然后畫出軌跡如圖 由幾何知識可得粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑,結(jié)合洛倫茲力提供向心力的公式,即可求得.
解答 解:(1)粒子在電場中做類平拋運動,則a=qEm=qUmd,t=lv0
水平方向的速度vy=at=qUlmdv0
代入數(shù)據(jù),解得:
vy=4×106m/s
所以粒子從電場中飛出時速度的大小為:v=√v20+v2y=5×106m/s
(2)設(shè)粒子從電場中飛出時的側(cè)向位移為h,進入界面MN時偏離中心線RO的距
離為y,則:
h=12at2
即:h=qU2md(lv0)2
代入數(shù)據(jù),解得:
h=8cm
帶電粒子在離開電場后將做勻速直線運動,由相似三角形知識得:hy=l2l2+L
代入數(shù)據(jù),解得:
L=12cm
(3)設(shè)粒子從電場中飛出時的速度方向與
豎直方向的夾角為θ,則:
tanθ=vyv0=43
解得:
θ=53°
軌跡如圖所示:
由幾何知識可得粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑:
R=\frac{\frac{L}{2}}{sinθ}=7.5cm
由牛頓第二定律得:qvB=m\frac{v^2}{R}
代入數(shù)據(jù),解得:
B=\frac{4}{3}×10-3T
答:(1)粒子射出電場時速度v的大小是5×106m/s;
(2)磁場兩界面MN與PQ間的距離是12cm;
(3)畫出粒子的運動軌跡,并求出勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小為\frac{4}{3}×10-3T.
點評 該題將帶電粒子在電場中的運動與帶電粒子在磁場中的運動結(jié)合起來,要分別按照電場中運動的解題的步驟與磁場中解題的步驟,進行規(guī)范化的答題即可.其中畫出帶電粒子運動的軌跡是解題的關(guān)鍵.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | \frac{{s}_{1}}{{t}_{1}^{2}}=\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}^{2}}=\frac{{s}_{3}}{{t}_{3}^{2}} | B. | \frac{{v}_{1}}{2}=\frac{{v}_{2}}{2}=\frac{{v}_{3}}{2} | ||
C. | \frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}=\frac{{v}_{2}}{{t}_{2}}=\frac{{v}_{3}}{{t}_{3}} | D. | s1-s2=s2-s1 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 副線圈兩端電壓的瞬時值為u=440\sqrt{2}sin(100πt)V | |
B. | 變流電壓表的示數(shù)為1100\sqrt{2}V | |
C. | 1min內(nèi)變壓器輸出的電能為3.96×104J | |
D. | 熱水器的發(fā)熱功率是抽油煙機發(fā)熱功率的2倍 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | \sqrt{\frac{μg}{R}} | B. | \sqrt{\frac{g\sqrt{1+{μ}^{2}}}{R}} | C. | \sqrt{\frac{g}{R\sqrt{1+{μ}^{2}}}} | D. | \sqrt{\frac{μg}{R\sqrt{1+{μ}^{2}}}} |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 從第1秒末到第3秒末合外力做功為4W | |
B. | 從第3秒末到第5秒末合外力做功為-2W | |
C. | 從第5秒末到底7秒末合外力做功為W | |
D. | 從第3秒末到第4秒末合外力做功為-0.5W |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 交流電壓表的示數(shù)為20\sqrt{2}V | B. | 副線圈輸出交流電的頻率為50Hz | ||
C. | 電阻R上消耗的電功率為2kW | D. | 副線圈中電流的最大值為1 A |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)播,世界各地的觀眾同時看到奧運會比賽 | |
B. | 電冰箱冷凍食物 | |
C. | 移動電話通話 | |
D. | 雷達(dá)發(fā)現(xiàn)飛機 |
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