分析 (1)粒子在電場中做類平拋運動,x方向上做勻加速運動,y方向做勻速運動,根據(jù)平拋運動的基本公式求解粒子經(jīng)過y軸時的位置到原點O的距離;
(2)設(shè)粒子在磁場中做勻速圓周運動,畫出運動的軌跡,結(jié)合臨界條件和向心力公式可求磁場強度.
解答 解:(1)設(shè)粒子在電場中運動的時間為t,粒子經(jīng)過y軸時的位置與原點O的距離為y,則
由牛頓第二定律得:a=$\frac{F}{m}$=$\frac{qE}{m}$,代入數(shù)據(jù)解得:a=1.0×1015 m/s2,
sOA=$\frac{1}{2}$at2,代入數(shù)據(jù)解得:t=2.0×10-8s,
y=v0t,代入數(shù)據(jù)解得:y=0.4m;
(2)粒子經(jīng)過y軸時在電場方向的分速度為:
vx=at,代入數(shù)據(jù)解得:vx=2×107m/s,
粒子經(jīng)過y軸時的速度大小為:v=$\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{x}^{2}}$,代入數(shù)據(jù)解得:v=2$\sqrt{2}$×107 m/s,
與y軸正方向的夾角為θ,θ=arctan$\frac{{v}_{x}}{{v}_{0}}$=arctan$\frac{2×1{0}^{7}}{2×1{0}^{7}}$=45°,
要使粒子不進入第三象限,如圖所示,此時粒子做勻速圓周運動的軌道半徑為R,
由牛頓第二定律得:qvB=m$\frac{v2}{R}$,由幾何知識得:R+$\frac{\sqrt{2}}{2}$R≤y,
聯(lián)立解得:B≥2($\sqrt{2}$+1)×10-2=4.8×10-2T;
答:(1)粒子經(jīng)過y軸時的位置到原點O的距離為0.4m;
(2)若要求粒子不能進入第三象限,磁感應(yīng)強度B的取值范圍為:B≥4.8×10-2T.
點評 該題考查帶電粒子在組合場中的運動,可以分別使用類平拋的公式和圓周運動的公式解答,屬于該部分中的基礎(chǔ)題目.難度中等偏難.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 在水中a光的波速比b光的波速小 | |
B. | 用同一單縫衍射實驗裝置分別以a、b光做實驗時,b光的衍射現(xiàn)象更明顯 | |
C. | 用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗時,a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 | |
D. | 當(dāng)a、b兩束光以相同的入射角從水中射到A點,入射角從0°開始逐漸增大,最先消失的是a光 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 此粒子一定受靜電斥力作用 | |
B. | 粒子在B點的電勢能一定小于在A點的電勢能 | |
C. | 粒子在A、B兩點時的加速度大小關(guān)系是 aA>aB | |
D. | 粒子在A點和C點的速率相等 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | $\frac{\sqrt{3}}{3}$s | B. | $\frac{2\sqrt{3}}{3}$s | C. | $\sqrt{3}$s | D. | 2s |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 磁場將變?nèi),方向由地磁N極至S極 | B. | 磁場將變強,方向由地磁N極至S極 | ||
C. | 磁場將變?nèi)酰较蛴傻卮臩極至N極 | D. | 磁場將變強,方向由地磁S極至N極 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 千克(kg) | B. | 米(m) | C. | 開爾文(K) | D. | 牛頓(N) |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 線圈中的感應(yīng)電動勢之比為E1:E2=2:1 | |
B. | 線圈中的感應(yīng)電流之比為I1:I2=1:2 | |
C. | 線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1:Q2=1:4 | |
D. | 通過線圈某截面的電荷量之比q1:q2=1:1 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 物塊B不受摩擦力作用 | |
B. | 物塊B受摩擦力作用,大小恒定,方向向左 | |
C. | 物塊B受摩擦力作用,大小恒定,方向向右 | |
D. | 因小車的運動性質(zhì)不能確定,故B受的摩擦力情況無法判斷 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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