分析 (1)粒子在電場中做類平拋運動,x方向勻速,y方向勻加速,根據(jù)運動學(xué)公式列式求解;
(2)先根據(jù)運動學(xué)公式列式求解出x、y方向的分速度,然后根據(jù)幾何關(guān)系列式求解;也可以根據(jù)類平拋運動速度偏轉(zhuǎn)角的正切是位移偏轉(zhuǎn)角正切值的2倍直接求解;
(3)根據(jù)類平拋運動的特點畫出粒子在電場中的軌跡,然后根據(jù)粒子運動的兩個方向畫出粒子在磁場中運動的軌跡;
(4)先根據(jù)洛倫茲力提供向心力求解出軌跡的半徑,然后求得磁場的最小半徑;
解答 解:(1)從A到C的過程中,電子做類平拋運動,有:
x方向:$L=\frac{1}{2}\frac{eE}{m}{t}_{\;}^{2}$
y方向:$2\sqrt{3}L=vt$
聯(lián)立解得:$v=\frac{\sqrt{6meEL}}{m}$
(2)設(shè)電子到達(dá)C點的速度大小為vc,方向與y軸正方向的夾角為θ.
由動能定理,有:$\frac{1}{2}m{v}_{c}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{\;}^{2}=eEl$
得:${v}_{c}^{\;}=\frac{\sqrt{8meEL}}{m}$,
$cosθ=\frac{v}{{v}_{c}^{\;}}=\frac{\sqrt{3}}{2}$,
得:θ=30°
(3)如圖
(4)電子的運動軌跡如(3)問圖,電子在磁場中做勻速圓周運動的半徑
$r=\frac{m{v}_{c}^{\;}}{eB}=\frac{\sqrt{8meEL}}{eB}$
電子在磁場中偏轉(zhuǎn)120°后垂直于ON射出,則磁場最小半徑:
${R}_{min}^{\;}=rsin60°$
由以上兩式可得:${R}_{min}^{\;}=\frac{\sqrt{6meEL}}{eB}$
答:(1)電子的釋放速度v的大小$\frac{m{v}_{\;}^{2}}{2eL}$;
(2)電子離開電場時的速度方向與y軸正方向的夾角θ為30°;
(3)粗略畫出電子在電場和磁場中的軌跡如圖所示;
(4)圓形磁場的最小半徑${R}_{min}^{\;}$為$\frac{\sqrt{6}mv}{2eB}$
點評 本題中粒子先在電場中做類平拋運動,然后進(jìn)入磁場做勻速圓周運動,要注意兩個軌跡的連接點,然后根據(jù)運動學(xué)公式和牛頓第二定律以及幾何關(guān)系列式求解,其中畫出軌跡是關(guān)鍵.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 小球一定帶正電 | |
B. | 0~S1過程中小球始終在做加速直線運動 | |
C. | S1~S2過程中小球的動能一定不斷增大 | |
D. | S1~S2過程中所處的電場一定是勻強電場 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 膜內(nèi)電場強度約為5×105V/m | |
B. | 膜內(nèi)電場強度約為2×105V/m | |
C. | 每個鈉離子沿電場方向透過膜時電場力做功約為6.4×10 -20J | |
D. | 每個鈉離子沿電場方向透過膜時電場力做功約為1.6×10 -19J |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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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:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 勻強電場的電場強度的大小為40 V/m | |
B. | 勻強電場的方向與直線fc平行且由f指向c | |
C. | 電子(不計重力)從O點由靜止釋放,一定沿線段Oc由O向c運動 | |
D. | f點的電勢φf=-8 V |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | Φa>Φb | B. | Φa<Φ b | C. | Φa=Φb | D. | 不能確定 |
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