分析 (1)粒子做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),所示合力為零,由平衡條件可以求出粒子的運(yùn)動(dòng)速度;
(2)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律列方程可以求出粒子的軌道半徑;
(3)根據(jù)題意作出粒子電子打在熒光屏上的范圍圖示,然后由數(shù)學(xué)知識(shí)求出熒光屏上閃光點(diǎn)的范圍;
(4)根據(jù)幾何關(guān)系求出放射源的偏轉(zhuǎn)角,然后求出放射源轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間,再求出帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差,求和即可.
解答 解:(1)由粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)左手定則可知,粒子受到的洛倫茲力的方向向下,所以電場(chǎng)力的方向以及電場(chǎng)的方向都向上,根據(jù)二力平衡有:qE=qvB;
所以:v=$\frac{E}{B}=\frac{2×1{0}^{5}}{0.2}=1{0}^{6}$m/s
(2)撤去電場(chǎng)后,洛倫茲力提供向心力,有:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$;
故粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑:
R=$\frac{mE}{q{B}^{2}}$=$\frac{6.4×10{\;}^{-27}×2×10{\;}^{5}}{3.2×10-19×0.2{\;}^{2}}$m=0.1m;
(3)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡畫(huà)出右圖所示,可知,粒子恰好與光屏相切時(shí),最上端打在B點(diǎn);粒子到光屏的距離最大等于2R時(shí),最下端打在A點(diǎn):
則:dOA=$\sqrt{(2R)^{2}-O{M}^{2}}$=$\sqrt{0.{2}^{2}-0.{1}^{2}}$=0.173m
dOB=R=0.1m
dAB=0.173+0.1=0.273m;
(4)由幾何關(guān)系可知,∠OMA=60°,可知當(dāng)粒子速度的方向與x軸的夾角為30°時(shí),射出的粒子到達(dá)A點(diǎn);而沿-x方向射出的粒子能到達(dá)B點(diǎn),該過(guò)程放射源轉(zhuǎn)過(guò)的角度:
θ=180°-30°=150°
又:150°=$\frac{5π}{6}$
所以放射源轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間:${t}_{0}=\frac{θ}{ω}$=$\frac{\frac{5}{6}π}{2π}=\frac{5}{12}$s≈0.42s
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期:T=$\frac{2πm}{qB}$=$\frac{2×3.14×6.4×1{0}^{-27}}{3.2×1{0}^{-19}×0.2}$=6.28×10-7s
可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差可以忽略不計(jì),所以熒光屏上閃光點(diǎn)從最低點(diǎn)移動(dòng)到最高點(diǎn)所用的時(shí)間近似等于0.42s.
答:(1)電場(chǎng)的方向向上,粒子離開(kāi)發(fā)射槍時(shí)的速度為106m/s;
(2)帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為0.1m;
(3)熒光屏上閃光點(diǎn)的范圍為0.273m.
(4)熒光屏上閃光點(diǎn)從最低點(diǎn)移動(dòng)到最高點(diǎn)所用的時(shí)間為0.42s.
點(diǎn)評(píng) 粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由平衡條件可以求出粒子的運(yùn)動(dòng)速度,粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律列方程,可以求出粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;第三問(wèn)是本題的難點(diǎn),根據(jù)題意作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是解題的關(guān)鍵.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | U=$\frac{1}{2}$Bdv,電流從b經(jīng)過(guò)定值電阻R流向d | |
B. | U=$\frac{1}{2}$Bdv,電流從d經(jīng)過(guò)定值電阻R流向b | |
C. | P=Fv | |
D. | P=$\frac{Fv}{2}$ |
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科目:高中物理 來(lái)源:2016-217學(xué)年寧夏衛(wèi)一高一上學(xué)期11月考物理B卷(解析版) 題型:簡(jiǎn)答題
現(xiàn)有A、B兩列火車(chē)在同一軌道上同向行駛,A車(chē)在前,其速度,B車(chē)速度,因大霧能見(jiàn)度低,B車(chē)在距A車(chē)600m時(shí)才發(fā)現(xiàn)A車(chē),此時(shí)B車(chē)立即剎車(chē),但B車(chē)要減速1800m才能夠停止,求:
(1)求B車(chē)剎車(chē)后減速運(yùn)動(dòng)的加速度多大?
(2)若B車(chē)剎車(chē)8s后,A車(chē)以加速度加速前進(jìn),問(wèn)能否避免事故,若能夠避免則兩者最近時(shí)相距多遠(yuǎn)?
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科目:高中物理 來(lái)源:2016-217學(xué)年寧夏衛(wèi)一高一上學(xué)期11月考物理B卷(解析版) 題型:選擇題
在某一高度以的初速度豎直上拋一個(gè)小球(不計(jì)空氣阻力),當(dāng)小球速度大小為10m/s時(shí),以下判斷正確的是()
A.小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小可能為15m/s,方向向上
B.小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小可能為5m/s,方向向下
C.小球在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小可能為5m/s,方向向上
D.小球的位移大小一定是15m
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 該列簡(jiǎn)諧橫波向x軸正方向傳播 | |
B. | 在t=0.25s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相同 | |
C. | 從t=0.10s到t=0.25s,該波沿x軸負(fù)方向傳播了6m | |
D. | 從t=0.10s到t=0.25s,質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為30m |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 被側(cè)面N的電勢(shì)高 | |
B. | 開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),M,N兩端的電壓為Bdv | |
C. | 開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),發(fā)電管道進(jìn)、出口兩端壓力差F=f+$\frac{{B}^{2}3j87agu^{2}{v}^{2}}{R+r}$ | |
D. | 開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電阻R上的功率為$\frac{{B}^{2}admznli^{2}{v}^{2}}{R}$ |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 物體重力勢(shì)能減少$\frac{1}{4}$mgh | B. | 物體的機(jī)械能減少$\frac{1}{4}$mgh | ||
C. | 物體的動(dòng)能增加mgh | D. | 重力做功mgh |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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