Processing math: 45%
1.如圖所示,一個質量為m,帶電量為q的微粒(重力忽略不計),從靜止開始經(jīng)U1電場加速后,垂直進入兩平行金屬板間的偏轉電場,其電壓U2=U12,金屬板長為L,兩板間距d=34L,求:
(1)微粒進入偏轉電場時的速度v0大小
(2)微粒射出偏轉電場時的偏轉角θ
(3)若該勻強磁場的寬度為D,為使微粒不從該磁場右邊射出,則磁感應強度B至少多大?

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=12U1L2U134L=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.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.將一銅片和一鋅片分別插入一只蘋果內(nèi),就構成了一個簡單的“水果電池”,其電動勢約為1.5V.可是這種電池并不能點亮手電筒上的額定電壓為1.5V,額定電流為0.3A的小燈泡,原因是流過小燈泡的電流太小了,經(jīng)實驗測得還不足3mA.現(xiàn)要求用量程合適的電壓表(內(nèi)阻較大)、電流表(內(nèi)阻較�。┮约盎瑒幼冏杵�、開關、異線等實驗器材盡量準確地測定水果電池的電動勢E和內(nèi)阻r.
①實驗原理如圖所示,若給出的滑動變阻器有兩種規(guī)格:
A.(0~30Ω);B.(0~3kΩ).
本實驗中應該選用的滑動變阻器為B,簡述選用的理由:電池內(nèi)阻較大,若選擇A,當滑動觸頭移動時,兩電表示數(shù)幾乎不變.
②若不計測量中的偶然誤差.根據(jù)①中所選擇的器材來測量得出的電動勢E和內(nèi)電阻r與真實值相比,電動勢E相等,內(nèi)阻r偏大.(選填“偏太”“相等”或“偏小”)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.某實驗小組采用如圖1所示的裝置探究“合外力做功與速度變化的關系”.實驗時平衡摩擦力后,先接通電源再松開小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點.小車所受到的拉力為0.20N,小車的質量為200g.
①某同學選取一條比較理想的紙帶(圖2)進行分析,小車剛開始運動時對應在紙帶上的點記為起始點O,在點跡清晰段依次選取七個計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1s.測量起始點O至各計數(shù)點的距離,計算計數(shù)點對應小車的瞬時速度、計數(shù)點與O點之間的速度平方差、起始點O到計數(shù)點過程中細繩對小車做的功.其中計數(shù)點D的三項數(shù)據(jù)沒有計算,請完成計算并把結果填入表格中.
點跡OABCDEFG
x/cm15.5021.6028.6136.7045.7555.7566.77
v/(m•s-1----0.6560.755--0.9531.051--
△v2/(m2•S-2--0.4300.5700.9081.105--
W/J    0.4320.05720.09150.112
②以W為縱坐標、以△v2為橫坐標在方格紙中作出W-△v2.圖象.B、C、E、F四點已經(jīng)在圖中描出,請在圖3中描出D點,并根據(jù)描點合理畫出圖象.
③根據(jù)圖象分析得到的結論W與△v2成正比.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

9.聲波在空氣中傳播圖象,虛線和實線代表的波哪個頻率大虛線代表的波頻率大.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.如圖所示,甲乙兩個質點的v-t圖象,則可判斷甲、乙兩質點的加速度分別為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示,實線為電視機顯像管主聚焦電場中的等勢面.a(chǎn)、b、c、d為圓上的四個點則下列說法中正確的是(  )
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

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.如圖所示,輕彈簧下懸掛一質量為m的物體,開始時物體靜止在A處,現(xiàn)用豎直向下的恒力F=2mg向下拉物體,當物體運動到B處時,撤去外力F,此時物體的速度為v,已知A、B間的豎直距離為h.則物體從A運動到B的過程中,彈簧的彈性勢能增加了(  )
A.2mghB.mgh+\frac{1}{2}mv2C.3mgh-\frac{1}{2}mv2D.\frac{1}{2}mv2-mgh

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比nl:n2=11:5.原線圈與正弦交變電源連接,輸入電壓U如圖所示.副線圈僅接入一個10Ω的電阻.則(  )
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

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.如圖所示,勻強磁場方向豎直向下,磁感應強度大小為B,在磁場中水平固定一個V字型金屬框架CAD,已知∠A=θ,導體棒MN在框架上從A點開始在外力F作用下,沿垂直MN方向以速度v勻速向右平移,平移過程中導體棒和框架始終接觸良好,且構成等腰三角形回路.已知導體棒與框架的材料和橫截面積均相同,其單位長度的電阻均為R,導體棒和框架均足夠長,導體棒運動中始終與磁場方向垂直.關于回路中的電流I、電功率P、通過導體橫截面的電量q和外力F這四個物理量隨時間t的變化關系圖象,在下圖中正確的是( �。�
A.B.C.D.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案