分析 (1)帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)的合成和分解法,根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解P1到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離及電場強(qiáng)度的大;
(2)帶電粒子進(jìn)入磁場后由洛倫茲力提供向心力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng),進(jìn)入第二象限時(shí),在勻強(qiáng)電場中做有往復(fù)的勻變速直線運(yùn)動(dòng),畫出帶電粒子第四次經(jīng)過x軸以前的運(yùn)動(dòng)軌跡,根據(jù)幾何知識求出坐標(biāo).
解答 解:(1)對帶電粒子在P2,由運(yùn)動(dòng)的合成和分解得:
vy=u0tanα
又 vy=at
a=$\frac{qE}{m}$
水平方向:t=$\frac{2h}{{u}_{0}}$
豎直方向:y=$\frac{1}{2}$at2
由以上各式得:E=$\frac{m{u}_{0}^{2}tanα}{2qh}$,y=htanα
(2)畫出軌跡,如圖:
P4=-(△x+h),
由幾何知識得:△x=2Rsinα
根據(jù)牛頓第二定律得:
qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
得:R=$\frac{mv}{qB}$
由以上各式求得:△x=3h,則P4的坐標(biāo)是(-4h,0)
由于帶電粒子兩次在磁場中運(yùn)動(dòng)的過程正好拼成一個(gè)完整的圓,所以在磁場中總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:
t總=$\frac{2πm}{qB}$
答:(1)P1到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為htanα,電場強(qiáng)度的大小是$\frac{m{u}_{0}^{2}tanα}{2qh}$;
(2)帶電粒子第四次經(jīng)過x軸時(shí)的坐標(biāo)為(-4h,0),之前在磁場中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為$\frac{2πm}{qB}$.
點(diǎn)評 本題關(guān)鍵將粒子的運(yùn)動(dòng)過程是分為類似平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)分析,對類似平拋運(yùn)動(dòng)要根據(jù)分運(yùn)動(dòng)公式列式求解,對圓周運(yùn)動(dòng)要畫出軌跡并結(jié)合幾何知識求解,對勻變速直線運(yùn)動(dòng)要結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解.
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A. | ${\;}_{1}^{2}$H和${\;}_{1}^{3}$H是兩種不同元素的原子核 | |
B. | ${\;}_{1}^{2}$H和${\;}_{1}^{3}$H在常溫下就能夠發(fā)生反應(yīng) | |
C. | 這個(gè)反應(yīng)釋放核能為△E=(m1+m2-m3-m4)c2 | |
D. | 這個(gè)反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為△m=m1+m2-m3 |
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A. | 甲帶正電,乙?guī)ж?fù)電 | |
B. | 甲的荷質(zhì)比小于乙的荷質(zhì)比 | |
C. | 甲、乙兩個(gè)帶電粒子從進(jìn)入磁場到穿出磁場的過程中,洛倫茲力對甲、乙的沖量為零 | |
D. | 甲的運(yùn)行時(shí)間小于乙的運(yùn)行的時(shí)間 |
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