分析 (1)由洛侖茲力提供向心力,從而得到在和四象限做勻速圓周運動的軌道半徑.
(2)當(dāng)粒子在磁場中運動的弦長等于直徑時,可以得出OM的最小長度.
(3)從P點進入電場的粒子做類平拋運動,由類平拋運動相應(yīng)規(guī)律就能求出類平拋運動的勻速位移.
(4)粒子離開電場后進入B2磁場做勻速圓周運動,先求出離開電場磁場的速度方向,當(dāng)再次回到y(tǒng)軸時根據(jù)圓周運動的對稱性與y軸的夾角相等,但要注意的是可以是直接回到S點,也可能是在B1中偏轉(zhuǎn)后回到S處,所以要分兩種情況進行考慮.由出發(fā)點和S點的距離求出做圓周運動的半徑,再由洛侖茲力提供向心力從而求出B2
解答 解:(1)在B1磁場中做勻速圓周運動,則有:
B1qv=mv2r
得到:r=mvB1q=0.02m=2cm
(2)粒子出來的最遠距離是弦最長為直徑時,由幾何關(guān)系可得,L=√(2r)2−h2=√13cm.
(3)粒子進入電場后做類平拋運動,
x軸方向位移為:x=12at2
y軸方向位移為:y=vt
加速度為:a=qEm=2×1012m/s2
所以粒子到達y軸位置與O點的距離為:y=0.02m
(4)設(shè)粒子在y軸射出電場的位置到粒子源S的距離為H,有:
H=y+h=(2+√3)×10-2m
設(shè)粒子在y軸射出電場的速度方向與y軸正方向夾角為θ,有:
tanθ=\frac{at}{v}=1 所以θ=45°
v′=\sqrt{2}v
分兩種情況處理:①若粒子離開電場經(jīng)B2磁場偏轉(zhuǎn)后直接回到離子源處,則在B2磁場中圓周
運動半徑為:R=\frac{H}{\sqrt{2}}=\frac{2+\sqrt{3}}{\sqrt{2}}×1{0}^{-2}m
由{B}_{2}qv′=m\frac{v{′}^{2}}{R} 得:{B}_{2}=\frac{mv′}{qR}=\frac{0.8}{2+\sqrt{3}}T
②粒子離開電場經(jīng)B2磁場偏轉(zhuǎn)后進入B1磁場偏轉(zhuǎn)再回到離子源S處,則進入B1磁場的偏轉(zhuǎn)半徑
r′=\sqrt{2}r=2\sqrt{2}×1{0}^{-2}m
在B2磁場中圓周運動半徑為:R=\frac{H+\sqrt{2}r′}{\sqrt{2}}=\frac{mv′}{{B}_{2}q}
解得:{B}_{2}=\frac{0.8}{6+\sqrt{3}}T
答:(1)á粒子在第四象限的磁場中運動時的軌道半徑為2cm.
(2)經(jīng)過P點進入電場中運動的α粒子,第一次到達y軸的位置與O點的距離0.02m.
(3)要使離開電場的α粒子能回到粒子源S處,磁感應(yīng)強度B2應(yīng)為\frac{0.8}{2+\sqrt{3}}T或\frac{0.8}{6+\sqrt{3}}T.
點評 本題的難點在于最后一問,從電場離開后再次回到S處,好在從電場離開時與y軸成45°角,則在B2中做勻速圓周運動后回到y(tǒng)軸時與y軸也成45°角,這樣就由幾何關(guān)系能求出在B2中做勻速圓周運動半徑,但要注意的是有可能是經(jīng)過兩次圓周運動后到達S處的,這樣兩種情況的半徑不相同.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 線圈從圖示位置轉(zhuǎn)90°的過程磁通量的變化為NBS | |
B. | 線圈轉(zhuǎn)到中性面位置時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為NBSω | |
C. | 線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時磁通量的變化率為BSω | |
D. | 線圈從圖示位置開始計時,感應(yīng)電動勢e隨時間t變化的函數(shù)為e=NBSωsinωt |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | ![]() | B. | ![]() | C. | ![]() | D. | ![]() |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 液體的溫度越高,布朗運動越顯著 | |
B. | 外界對氣體做功時,期內(nèi)能一定會增大 | |
C. | 電冰箱的工作過程表明,熱量可以從低溫物體傳到高溫物體 | |
D. | 液晶顯示屏是利用了液晶對光具有各向同性的特點 | |
E. | 當(dāng)分子間距離r=r0時,分子間斥力等于引力,實際表現(xiàn)出的分子力為零,分子勢能最小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
F/N | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 4.0 |
a/(m•s-2) | 0.48 | 1.0 | 1.56 | 1.95 | 3.0 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 30° | B. | 45° | C. | 60° | D. | 90° |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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