分析 (1)依據(jù)右手定則,從而判定粒子的電性,再依據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式,結(jié)合動(dòng)能定理,即可求解;
(2)依據(jù)題意作出最大半徑的圓,再根據(jù)幾何關(guān)系,結(jié)合洛倫茲力提供向心力,即可求解;
(3)為了實(shí)現(xiàn)粒子不進(jìn)入半徑為R1的內(nèi)圓無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律,及牛頓第二定律,從而求得磁場(chǎng)寬度S的范圍.
解答 解:(1)根據(jù)右手定則可知,a端為正極,故帶電粒子必須帶負(fù)電.
ab棒切割磁感線,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為:E勢(shì)=BLv0=2Bdv0…①
對(duì)于粒子,根據(jù)動(dòng)能定理為:qUDC=qE勢(shì)=12mv2…②
聯(lián)立①②兩式,可得:v=2√Bdv0qm…③
(2)為了不讓粒子進(jìn)入內(nèi)圓半徑為d的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,則粒子最大半徑r時(shí)的軌跡與內(nèi)圓相切,
如圖所示.設(shè)此時(shí)粒子速度為v′
根據(jù)幾何關(guān)系:r2+R22=(R1+r)2…④
計(jì)算得到:r=4d…⑤
根據(jù)洛倫茲力提供向心力有:qv′B=mv′2r…⑥
由⑤⑥得:v′=4qBdm…⑦
根據(jù)粒子速度v與ab棒速度v0的關(guān)系式③得:v′=2√Bdv0mqm…⑧
所以ab棒的速度v0的最大值為:v0m=4qBdm
(3)因?yàn)関′0=5qBdm>v0m=4qBdm,故如果讓粒子一直在MN間加速,則必然進(jìn)入內(nèi)圓無(wú)磁場(chǎng)區(qū).
而如果能夠讓粒子在MN間只加速一部分距離,用時(shí)間t,再勻速走完剩下的距離,就可以讓粒子的速度不超過(guò)v′.
這時(shí)只需ab棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段距離.
設(shè)導(dǎo)軌磁場(chǎng)最大寬度為S時(shí)粒子恰好不會(huì)進(jìn)入內(nèi)圓無(wú)磁場(chǎng)區(qū),此情況下
由⑦式可知,粒子從D點(diǎn)射出的速度為:v′=at=4qBdm…⑨
粒子在MN間加速的加速度為:a=qE場(chǎng)m=qE勢(shì)md=2Bdv′0qdm=10B2q2dm2…⑩
由⑨⑩解得:t=2m5Bq
對(duì)于ab棒:s=v′0t=2d
磁場(chǎng)寬度范圍:0<s≤2d
答:(1)粒子到達(dá)N板時(shí)速度2√Bdv0qm;
(2)ab棒的速度v0最大值4qBdm;
(3)該磁場(chǎng)寬度S的范圍0<s≤2d.
點(diǎn)評(píng) 考查右手定則的內(nèi)容,掌握動(dòng)能定理、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律與牛頓第二定律的應(yīng)用,理解幾何知識(shí),注意如何確定已知長(zhǎng)度與圓半徑的關(guān)系,并會(huì)畫(huà)出正確的運(yùn)動(dòng)軌跡圖也是解題的關(guān)鍵.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 增大汽車(chē)上橋時(shí)對(duì)橋面的壓力 | |
B. | 減小汽車(chē)上橋時(shí)對(duì)橋面的壓力 | |
C. | 增大汽車(chē)重力沿平行于引橋橋面向下的分力 | |
D. | 減小汽車(chē)重力沿平行于引橋橋面向下的分力 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 大蝦和梭魚(yú)對(duì)大車(chē)的拉力的合力一定比天鵝的拉力大 | |
B. | 它們?nèi)呃Φ暮狭εc大車(chē)所受的重力一定平衡 | |
C. | 大車(chē)對(duì)地面的壓力可能比重力大 | |
D. | 大車(chē)所受摩擦力大于其它所有力對(duì)大車(chē)的合力 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | β射線與γ射線一樣是電磁波,但穿透本領(lǐng)比γ射線強(qiáng) | |
B. | 氡的半衰期為3.8天,4個(gè)氡原子核經(jīng)過(guò)7.6天后就不一定只剩下1個(gè)氡原子核 | |
C. | 23892U衰變成20682Pb要經(jīng)過(guò)6次β衰變和8次α衰變 | |
D. | 放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)所釋放出的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | ![]() | B. | ![]() | ||
C. | ![]() | D. | ![]() |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | I1 增大,I2 不變,U 增大 | B. | I1增大,I2減小,U 增大 | ||
C. | I1 減小,I2增大,U 減小 | D. | I1減小,I2 不變,U 減小 |
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