【題目】現(xiàn)代科學儀器常利用電場磁場控制帶電粒子的運動,如圖所示,真空中存在著多層緊密

相鄰的勻強電場和勻強磁場,寬度均為d電場強度為E,方向水平向左;垂直紙面向里磁場的磁感應(yīng)強度為B1,垂直紙面向外磁場的磁感應(yīng)強度為B2,電場磁場的邊界互相平行且與電場方向垂直.一個質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒子在第層電場左側(cè)邊界某處由靜止釋放,粒子始終在電場、磁場中運動,不計粒子重力及運動時的電磁輻射.

(1)求粒子在第2層磁場中運動時速度的大小與軌跡半徑;

(2)粒子從第n層磁場右側(cè)邊界穿出時,速度的方向與水平方向的夾角為,試求;

(3)若粒子恰好不能從第n層磁場右側(cè)邊界穿出,試問在其他條件不變的情況下,也進入第n層磁場,但比荷較該粒子大的粒子能否穿出該層磁場右側(cè)邊界,請簡要推理說明之

【答案】1; (2; (3)見解析;

【解析】1)粒子在進入第2層磁場時,經(jīng)兩次電場加速,中間穿過磁場時洛倫茲力不做功,由動能定理,有:

解得:

粒子在第2層磁場中受到的洛倫茲力充當向心力,有:

聯(lián)立解得:

2)設(shè)粒子在第n層磁場中運動的速度為vn,軌跡半徑為rn(下標表示粒子所在層數(shù)),

粒子進入到第n層磁場時,速度的方向與水平方向的夾角為,從第n層磁場右側(cè)邊界突出時速度方向與水平方向的夾角為,粒子在電場中運動時,垂直于電場線方向的速度分量不變,有:

由圖根據(jù)幾何關(guān)系可以得到:

聯(lián)立可得:

由此可看出,,,為一等差數(shù)列,公差為d,可得:

n=1時,由下圖可看出:

聯(lián)立可解得:

3)若粒子恰好不能從第n層磁場右側(cè)邊界穿出,則:

,

在其他條件不變的情況下,打印服務(wù)比荷更大的粒子,設(shè)其比荷為,假設(shè)通穿出第n層磁場右側(cè)邊界,粒子穿出時速度方向與水平方向的夾角為,由于,則導致:

說明不存在,即原假設(shè)不成立,所以比荷較該粒子大的粒子不能穿出該層磁場右側(cè)邊界。

練習冊系列答案
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【題目】(1)使用萬用電表歐姆擋測電阻時:正確的是_______

①測量前應(yīng)檢查指針是否停在“”刻度線的“∞”處;

②每一次換擋位,都要重新進行一次“歐姆調(diào)零”;

③在外電路,電流是從黑表筆流經(jīng)被測電阻到紅表筆的。

④測量時,若指針偏轉(zhuǎn)很小(靠近∞附近),應(yīng)換倍率較大的擋位再測。

A.①③④ B.①②③ C.①②③④ D.②④

(2)如果是用直流l00mA擋測量電流,則讀數(shù)為_______________mA。

(3)如果是用×100Ω擋測量電阻,則讀數(shù)為______Ω。為了使測量比較精確,應(yīng)選的歐姆擋是______ (選填“×10”或“×lK”),換擋結(jié)束后,應(yīng)首先___________________,再進行測量。

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【題目】、為相距遙遠的兩顆行星,距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星、做勻速圓周運動,圖中縱坐標表示行星對周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a,橫坐標表示物體到行星中心的距離r的平方,兩條曲線分別表示周圍的a與的反比關(guān)系,它們左端點橫坐標相同,則

A.的平均密度比的大

B.的第一宇宙速度比的小

C.的向心加速度比的大

D.的公轉(zhuǎn)周期比的大

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【題目】如圖所示,物體A靜止在光滑的水平面上,A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧,與A質(zhì)量相等的物體B以速度vA運動并與彈簧發(fā)生碰撞,A、B始終沿同一直線運動,則A、B組成的系統(tǒng)動能損失最大的時刻是:

A. A開始運動時 B. A的速度等于v

C. B的速度等于零時 D. AB的速度相等時

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【題目】下列說法正確的是 (  )

A. 上高二中早讀課開始于7:20,這里的7:20指的是時間

B. 自由下落的物體在下落過程中其速度的變化率越來越大

C. 中心對稱的物體其重心在其幾何中心

D. 用細竹片撥動水中的木頭,木頭受到的彈力是細竹片發(fā)生形變產(chǎn)生的

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【題目】(5分)如圖,一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為θ,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線,則 (填正確答案標號,選對1個給2分,選對2個得4分,選對3個得5分,每選錯1個扣3分,最低得分0分)

E.分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗,a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距

A. 在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度

B. 在真空中,a光的波長小于b光的波長

C. 玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率

D. 若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大,則折射光線a首先消失

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【題目】下列物理量屬于標量的是(  )

A. 速度 B. 加速度 C. D. 位移

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【題目】下列說法正確的是________________

A. 在同一地點,單擺做簡諧振動的周期的平方與其擺長成正比

B. 彈簧振子做簡諧振動時,振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變

C. 在同一地點,當擺長不變時,擺球質(zhì)量越大,單擺做簡諧振動的周期越小

D. 系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動時,系統(tǒng)振動的頻率等于周期性驅(qū)動力的頻率

E. 已知彈簧振子初始時刻的位置及其振動周期,就可知振子在任意時刻運動速度的方向

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【題目】質(zhì)量為60kg的同學站在電梯內(nèi),電梯以0.5m/s2的加速度勻加速豎直上升。求電梯地板對該同學支持力的大小。

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