分析 (1)帶電粒子先經(jīng)電場(chǎng)加速,再進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).先由動(dòng)能定理求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度,由牛頓第二定律求在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;
(2)粒子向左垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)中的粒子在該方向的位移最大,通過(guò)磁場(chǎng)后打在邊界FG上最左端;粒子向右垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)中的粒子在該方向的位移最大,通過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)恰好與邊界FG相切,即射出磁場(chǎng)的最右端.畫出兩種情況下粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡.
研究粒子在電場(chǎng)中類平拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程:運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解,根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式相結(jié)合求出粒子離開電場(chǎng)時(shí)的速度方向與電場(chǎng)方向的夾角,以及垂直于電場(chǎng)方向的位移.根據(jù)幾何知識(shí)求邊界FG上有粒子射出磁場(chǎng)的范圍長(zhǎng)度;
解答 解:(1)設(shè)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,由動(dòng)能定理得:
qEd=12mv2−12mv20,其中d=0.2m
帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由洛倫茲力提供向心力,則有
qvB=mv2r
解得:r=0.4m
(2)如圖所示,粒子垂直于電場(chǎng)方向向左射入電場(chǎng)中的粒子在該方向的位移最大,通過(guò)磁場(chǎng)后,打在邊界FG上最左端.設(shè)該粒子離開電場(chǎng)時(shí),速度方向與電場(chǎng)方向的夾角為θ1..該粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)
加速度大小a=qEm
沿電場(chǎng)方向的位移y1=12at2=d
垂直電場(chǎng)方向的位移:x1=v0t=2√315m
離開電場(chǎng)時(shí)sinθ1=v0v
解得θ1=30°
所以x左=x1+r(1−cos30°)
解得:x左=6−√315m<1m
由幾何關(guān)系可知,粒子垂直電場(chǎng)方向向右射入電場(chǎng)時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)后,經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)恰好與邊界FG相切.在磁場(chǎng)中對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角θ2=60°,則
x右=x1+rsin60°
解得x右=√33m<1m
所以帶電粒子從邊界FG射出磁場(chǎng)時(shí)通過(guò)的范圍長(zhǎng)度x=x左+x右=6+4√315m
答:(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑0.4m;
(2)邊界FG上有粒子射出磁場(chǎng)的范圍長(zhǎng)度6+4√315m.
點(diǎn)評(píng) 本題考查動(dòng)能定理、牛頓第二定律,及類平拋運(yùn)動(dòng)處理規(guī)律,讓學(xué)生熟練掌握它們的解題思路與方法.注意粒子進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),恰好做類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)偏轉(zhuǎn)位移最大,磁場(chǎng)中畫出軌跡,確定邊界范圍,由幾何知識(shí)求邊界的長(zhǎng)度.
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:選擇題
A. | 甲、乙為非晶體,丙是晶體 | |
B. | 甲、丙為晶體,乙是非晶體 | |
C. | 甲、丙為非晶體,乙是晶體 | |
D. | 甲為單晶體,乙為非晶體,丙為多晶體 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 甲在0~t1時(shí)間內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng) | |
B. | 乙做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng) | |
C. | 0~t2時(shí)間內(nèi),甲的位移比乙的位移大 | |
D. | 由圖象可以求出甲在0~t1時(shí)間內(nèi)的平均速度 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 | |
B. | A點(diǎn)的電勢(shì)低于P點(diǎn)的電勢(shì) | |
C. | 另一帶正電粒子沿著金屬板右側(cè)面從上向下運(yùn)動(dòng)時(shí)電勢(shì)能先增加后減少 | |
D. | 另一帶正電粒子在正點(diǎn)電荷右側(cè)某點(diǎn)由靜止自由運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處,電勢(shì)能增加 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | Ek04qd | B. | Ek02qd | C. | √2Ek02qd | D. | √2Ek0qd |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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