分析 (1)帶正電的粒子在平行板電容器間做勻速直線運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力與洛侖茲力平衡,根據(jù)左手定則,洛侖茲力向上,根據(jù)平衡條件,電場(chǎng)力向下,故可以確定上面的極板帶正電荷;
(2)進(jìn)入電場(chǎng)后,做類似平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)分運(yùn)動(dòng)公式列式求解末速度大小和方向;在磁場(chǎng)中,洛侖茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律列式求解軌道半徑,畫出運(yùn)動(dòng)軌跡,得到運(yùn)動(dòng)時(shí)間;
(3)考慮臨界情況,粒子軌跡與KG相切,結(jié)合幾何關(guān)系列式分析即可.
解答 解:(1)粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力向下,故上板帶正電荷,電勢(shì)高;
粒子沿AC勻速運(yùn)動(dòng),洛倫茲力等于電場(chǎng)力,有:B1qv1=qE1,
其中:${E_1}=\frac{U}aogqsue$,
代入數(shù)據(jù)得:v1=10m/s;
(2)粒子在電場(chǎng)中類平拋,有:l=v1t1,
${v_F}=a{t_1}=\frac{qE}{m}{t_1}$,
得:vy=10m/s,
進(jìn)入B2的速度為:${v_2}=\sqrt{v_1^2+v_y^2}=10\sqrt{2}m/s$,
與PQ的夾角為:$θ=\frac{π}{4}$,
在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,有:${B_2}q{v_2}=m\frac{v_2^2}{r}$,
代入數(shù)據(jù)解得半徑為:$r=\frac{{\sqrt{2}}}{10}m$,
軌跡如圖,圓心角α=$\frac{π}{2}$,
運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:${t_2}=\frac{πr}{{2{v_2}}}=\frac{π}{200}s=1.57×{10^{-2}}s$;
(3)當(dāng)KG與粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡恰好相切時(shí):
$S'=r+rsin\frac{π}{4}=\frac{{\sqrt{2}+1}}{10}m=0.2414m=24.14m$,
即KG與PQ的最小距離為24.14m;
答:(1)電容器的上板電勢(shì)高,粒子離開MN時(shí)的速度大小為10m/s.
(2)粒子進(jìn)入B2后在B2中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1.57×10-2s.
(3)為使粒子打不到檔板KG上,檔板與PQ的距離至少為24.14m.
點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確粒子的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,分勻速直線運(yùn)動(dòng)、類似平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析,畫出軌跡,結(jié)合幾何關(guān)系分析,不難.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 2B,沿OC方向 | B. | 2B,垂直AC向右 | C. | 2$\sqrt{3}$B,垂直AC向右 | D. | 0 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | $\frac{3π{G}_{2}}{G({G}_{2}-{G}_{1}){T}^{2}}$ | B. | $\frac{3π({G}_{2}-{G}_{1})}{GG{{\;}_{2}T}^{2}}$ | ||
C. | $\frac{3π{G}_{2}}{GG{{\;}_{1}T}^{2}}$ | D. | $\frac{3π{G}_{1}}{G{G}_{2}{T}^{2}}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反 | |
B. | 粒子在區(qū)域Ⅱ中的速率小于在區(qū)域Ⅰ中的速率 | |
C. | 區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)速小于Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度 | |
D. | 粒子在ap段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于在pb段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 增大偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板間距離 | B. | 增大加速電壓U0 | ||
C. | 增大偏轉(zhuǎn)電壓U | D. | 增大偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板長(zhǎng)度 |
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