分析 (1)粒子在加速電場中,電場力做功為qU1,由動能定理求出速度v0.
(2)粒子進入偏轉電場后,做類平拋運動,運用運動的分解法,根據(jù)牛頓第二定律、運動學和速度的分解求解偏轉角θ的正切,再得到偏轉角θ.
(3)粒子進入磁場后,做勻速圓周運動,結合條件,畫出軌跡,由幾何知識求半徑,再求B.
解答 解:(1)微粒在加速電場中運動過程,由動能定理得:
qU1=12mv02
解得:v0=√2qU1m;
(2)微粒在偏轉電場中做類平拋運動,有:
加速度為:a=qU2md,
飛出電場時,豎直分速度為:vy=at
運動時間為:t=Lv0
所以速度偏轉角的正切為:tanθ=vyv0=U2L2U1d=12U1L2U1•√34L=√33
解得:θ=30°;
(3)帶電微粒進入磁場做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,設微粒軌道半徑為R,為使微粒不從該磁場右邊射出,其軌跡如圖,由幾何關系知
R+12R=D
所以:R=23D
設微粒進入磁場時的速度為v′,則有:v′=\frac{{v}_{0}}{cos30°}=\frac{{2\sqrt{3}v}_{0}}{3}
由牛頓運動定律及運動學規(guī)律有:qv′B=\frac{mv{′}^{2}}{R}
得:B=\frac{mv′}{qR}=\frac{m•\frac{2\sqrt{3}{v}_{0}}{3}}{q•\frac{2}{3}D}=\frac{\sqrt{3}m•\sqrt{\frac{2q{U}_{1}}{m}}}{qD}=\frac{1}{D}•\sqrt{\frac{6m{U}_{1}}{q}}.
若帶電粒子不射出磁場,磁感應強度B至少為\frac{1}{D}•\sqrt{\frac{6m{U}_{1}}{q}}.
答:(1)微粒進入偏轉電場時的速度v0大小是\sqrt{\frac{2q{U}_{1}}{m}};
(2)微粒射出偏轉電場時的偏轉角θ是30°.
(3)若帶電粒子不射出磁場,磁感應強度B至少為\frac{1}{D}•\sqrt{\frac{6m{U}_{1}}{q}}.
點評 本題是帶電粒子在組合場中運動的問題,關鍵是分析粒子的受力情況和運動情況,用力學的方法處理.
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:解答題
點跡 | O | A | B | C | D | E | F | G |
x/cm | 15.50 | 21.60 | 28.61 | 36.70 | 45.75 | 55.75 | 66.77 | |
v/(m•s-1) | -- | -- | 0.656 | 0.755 | -- | 0.953 | 1.051 | -- |
△v2/(m2•S-2) | -- | 0.430 | 0.570 | 0.908 | 1.105 | -- | ||
W/J | 0.432 | 0.0572 | 0.0915 | 0.112 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | a、b、c、d四點電場強度相同 | |
B. | 一電子從b點運動到c點,電場力做的功為0.8eV | |
C. | 若一電子從左側沿中心軸線穿越電場區(qū)域,將做加速度先減小后增加的直線運動 | |
D. | 所有從左側平行于中心軸線進入電場區(qū)域的電子,都將會從右側平行于中心軸線穿出 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 2mgh | B. | mgh+\frac{1}{2}mv2 | C. | 3mgh-\frac{1}{2}mv2 | D. | \frac{1}{2}mv2-mgh |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 流過電阻的電流是20 A | |
B. | 與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100\sqrt{2}V | |
C. | 變壓器的輸入功率是1×l03W | |
D. | 經(jīng)過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×103 J |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | ![]() | B. | ![]() | C. | ![]() | D. | ![]() |
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