分析 (1)粒子要飛出磁場(chǎng)邊界MN,速度最小時(shí),軌跡半徑也最小,恰好與MN相切,可得到軌跡半徑為d.根據(jù)粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=$\frac{mv}{qB}$求出粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度,即為加速獲得的末速度,再由動(dòng)能定理求出加速電壓U,由U=ε=B1Lv 求出AB運(yùn)動(dòng)的速度,由乙圖可求出所求的量.
(2)當(dāng)AB棒速度最大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,CD板間電壓最大,粒子經(jīng)加速得到的速度最大,在磁場(chǎng)中軌跡半徑也最大,粒子出MN邊時(shí),偏轉(zhuǎn)距離最小,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、動(dòng)能定理和半徑公式結(jié)合,并運(yùn)用幾何知識(shí)求得粒子從邊界MN射出來的位置之間區(qū)域長(zhǎng)度.
解答 解:(1)要粒子能飛出磁場(chǎng)邊界,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑的最小值r1=d=0.1m
v1=$\frac{qB{r}_{1}}{m}$
代入數(shù)據(jù)得:v1=50m/s
根據(jù)動(dòng)能定理:U1q=$\frac{1}{2}$mv12
U1=$\frac{m{{v}_{1}}^{2}}{2q}$=25V
U1=Blv
v=$\frac{{U}_{1}}{Bl}$
代入數(shù)據(jù)得:v=5m/s
由圖可得對(duì)應(yīng)的時(shí)間為0.25s<t<1.75s
(2)CD間能形成的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U2=Blv′
代入數(shù)據(jù)得:U2=100V
粒子的最大初速度v2=$\sqrt{\frac{2q{U}_{2}}{m}}$
代入數(shù)據(jù)的:v2=100m/s
最大半徑r2=$\frac{m{v}_{2}}{qB}$=0.2m
s=0.1-|(0.2-0.1$\sqrt{3}$)=0.073m
答:(1)0~4.0s的0.25s<t<1.75s時(shí)間內(nèi),進(jìn)入的粒子能飛出磁場(chǎng)邊界MN.
(2)MN邊界上有粒子飛出的區(qū)域長(zhǎng)度為0.073m.
點(diǎn)評(píng) 本題是電磁感應(yīng)與帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合,要注意挖掘臨界條件,掌握電磁學(xué)基本知識(shí)和基本的分析思路,屬于中檔題.
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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:多選題
A. | ${\;}_{92}^{238}$U衰變成${\;}_{82}^{206}$Pb要經(jīng)過6次β衰變和8次α衰變 | |
B. | 氡的半衰期為3.8天,若有16個(gè)氡原子核,經(jīng)過7.6天后一定只剩下4個(gè)氡原子核 | |
C. | 放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)所釋放出電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的 | |
D. | β射線和γ射線一樣是電磁波,但穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比γ射線弱 | |
E. | 在原子核中,比結(jié)合能越大表示原子核中核子結(jié)合得越牢固 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 3km/s | B. | 15km/s | C. | 21km/s | D. | 28km/s |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 無論小車向左運(yùn)動(dòng)還是向右運(yùn)動(dòng),Q點(diǎn)都一定在P點(diǎn)的左側(cè) | |
B. | 無論小車向左運(yùn)動(dòng)還是向右運(yùn)動(dòng),Q點(diǎn)都一定在P點(diǎn)的右側(cè) | |
C. | 若小車向左運(yùn)動(dòng)則Q點(diǎn)一定在P點(diǎn)的左側(cè),若小車向右運(yùn)動(dòng)則Q點(diǎn)一定在P點(diǎn)的右側(cè) | |
D. | 若小車向左運(yùn)動(dòng)則Q點(diǎn)一定在P點(diǎn)的右側(cè),若小車向右運(yùn)動(dòng)則Q點(diǎn)一定在P點(diǎn)的左側(cè) |
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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. | 汽車一定向右做加速運(yùn)動(dòng) | |
B. | 汽車一定向左做加速運(yùn)動(dòng) | |
C. | M除受到重力、底板的支持力作用外,還一定受到向左的摩擦力的作用 | |
D. | M除受到重力、底板的支持力作用外,還一定受到向右的摩擦力的作用 |
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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:解答題
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