分析 (1)根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解
(2)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ場(chǎng)區(qū)后的$\frac{π}{2}$時(shí)刻,因?yàn)?mg=q{E}_{2}^{\;}$,粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出與MN的距離
(3)畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,粒子在交變磁場(chǎng)中,無(wú)磁場(chǎng)時(shí)勻速直線運(yùn)動(dòng),有磁場(chǎng)時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)幾何關(guān)系求出帶電粒子與墻壁碰撞的位置
解答 解:(1)設(shè)MN左側(cè)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為${E}_{1}^{\;}$,方向與水平方向夾角為θ,帶電小球受力如右圖
沿水平方向有 $q{E}_{1}^{\;}cosθ=ma$
沿豎直方向有$q{E}_{1}^{\;}sinθ=mg$
對(duì)水平方向的勻加速運(yùn)動(dòng)有${v}_{\;}^{2}=2aL$
代入數(shù)據(jù)可解得v=1m/s
(2)由于$q{E}_{2}^{\;}=mg$,帶電粒子進(jìn)入右側(cè)場(chǎng)區(qū)后仍垂直MN做勻速直線運(yùn)動(dòng)
代入數(shù)據(jù)可得$x=vt=\frac{π}{2}m$
(3)結(jié)合題意可知粒子在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖所示,設(shè)與墻壁碰撞的位置坐標(biāo)為$({x}_{0}^{\;},{y}_{0}^{\;})$則,
帶電粒子在場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng):
$qvB=m\frac{{v}_{\;}^{2}}{R}$,得R=1m
在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期$T=\frac{2πm}{qB}=2π$
則
${x}_{0}^{\;}=\frac{1}{15}+3+π=6.21m$
${y}_{0}^{\;}=3+\frac{π}{2}=4.57m$
因此坐標(biāo)為(6.21m,4.57m)
帶電粒子與墻壁碰撞的時(shí)刻$t=6×\frac{π}{2}=3πs$
答:(1 )粒子到達(dá)MN邊界時(shí)的速度1m/s;
(2 )進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ場(chǎng)區(qū)后的$\frac{π}{2}$時(shí)刻微粒與MN的距離$\frac{π}{2}m$
(3 )帶電微粒與墻壁碰撞的時(shí)刻3πs和位置坐標(biāo)(6.21m,4.57m).
點(diǎn)評(píng) 本題考查帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),關(guān)鍵分析清楚粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,然后分階段運(yùn)用牛頓第二定律、向心力公式和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 物體對(duì)地面的壓力為20N | B. | 物體所受的摩擦力為12N | ||
C. | 物體所受的合力為零 | D. | 以上說(shuō)法都不對(duì) |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 當(dāng)r<r0時(shí),隨著r變小,F(xiàn)變大,EP變小 | |
B. | 當(dāng)r<r0時(shí),隨著r變小,F(xiàn)變大,EP變大 | |
C. | 當(dāng)r>r0時(shí),隨著r變大,F(xiàn)變大,EP變大 | |
D. | 當(dāng)r>r0時(shí),隨著r變大,F(xiàn)變小,EP變小 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 處于靜電平衡的導(dǎo)體,內(nèi)部電勢(shì)處處為零 | |
B. | 處于靜電平衡的導(dǎo)體,其外表面場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等 | |
C. | 利用尖端放電的原理,避雷針可以有效的避免建筑物遭受雷擊破壞 | |
D. | 油罐車尾部裝有一條拖地的鐵鏈,是為了把罐體上的靜電及時(shí)導(dǎo)入大地,從而避免了火花放電 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以用來(lái)確定原子核電荷量和估算原子核半徑 | |
B. | 康普頓效應(yīng)和電子的衍射現(xiàn)象說(shuō)明粒子的波動(dòng)性 | |
C. | 氫原子輻射出一個(gè)光子后能量減小,核外電子運(yùn)動(dòng)的加速度增大 | |
D. | 結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢靠,原子核越穩(wěn)定 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 在光發(fā)生折射現(xiàn)象時(shí),折射角不一定小于入射角 | |
B. | 某介質(zhì)的折射率與入射角的正弦值成正比,與折射角的正弦值成反比 | |
C. | 在光發(fā)生折射現(xiàn)象時(shí),入射角增大到原來(lái)的2倍,折射角也增大到原來(lái)的2倍 | |
D. | 當(dāng)光以60°的入射角從介質(zhì)a到另一種介質(zhì)b時(shí),折射角為45°;那么當(dāng)光以45°的入射角從介質(zhì)a到另介質(zhì)b時(shí),折射角為30° |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | ωA=ωB,vA<vB | B. | ωA=ωB,vA>vB | C. | ωA<ωB,vA=vB | D. | ωA>ωB,vA=vB |
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