分析 (1)粒子在第一象限內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng),即沿y軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),沿x軸負(fù)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以求出水平位移.
(2)在第一問(wèn)手基礎(chǔ)上,求出類平拋運(yùn)動(dòng)的末速度即為進(jìn)入磁場(chǎng)的初速度.
(3)粒子進(jìn)入第二象限后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若要使粒子不進(jìn)入第三象限,則當(dāng)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡恰與x軸相切時(shí),是粒子的最大的半徑,對(duì)應(yīng)最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度.
解答 解:(l)粒子在第I象限內(nèi)的運(yùn)動(dòng)類似平拋運(yùn)動(dòng),軌跡如圖
xA=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$ ①
F=Qe ②
F=ma ③
y=v0t ④
聯(lián)立解得,y=0.4m ⑤
故粒子經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的坐標(biāo)為(0,0.4m)
(2)設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v
vx=at ⑥
vy=v0 ⑦
v=$\sqrt{{{v}_{y}}^{2}+{{v}_{x}}^{2}}$ ⑧
聯(lián)立解得,v=2$\sqrt{2}×1{0}^{7}$m/s ⑨
又因?yàn)閠anα=$\frac{{v}_{x}}{{v}_{y}}$ ⑩
所以α=45°
故速度為:v=2$\sqrt{2}×1{0}^{7}$m/s,與y軸的夾角為45°.
(3)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其最大半徑為R的圓弧軌跡如圖
θ=90°-α=45°
R(l+cosθ)=y
qvB=$\frac{m{v}^{2}}{R}$
解得磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值為Bmin=2(1+$\sqrt{2}$ )×10-2T
則第 II象限內(nèi)的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B≥2(1+$\sqrt{2}$ )×10-2T.
答:(l)C點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,0.4m).
(2)粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為2$\sqrt{2}×1{0}^{7}$m/s,與y軸的夾角為45°.
(3)若要使粒子不能進(jìn)入第 III象限,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小B≥2(1+$\sqrt{2}$ )×10-2T.
點(diǎn)評(píng) 本題是帶電粒子在組合的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的綜合題,需要考慮的是帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的極端情況,要使粒子不進(jìn)入第三象限,則帶電粒子最大的運(yùn)動(dòng)半徑恰恰與x軸相切,由幾何關(guān)系求出最大半徑,再由洛侖茲力提供向心力從而求出最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度.
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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:選擇題
A. | A點(diǎn)的角速度比B點(diǎn)的角速度小 | B. | A點(diǎn)的線速度比B點(diǎn)的線速度小 | ||
C. | A點(diǎn)的角速度與B點(diǎn)的角速度相等 | D. | A點(diǎn)的線速度與B點(diǎn)的線速度相等 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 物塊在水平直軌上的動(dòng)摩擦因數(shù)為$\frac{R+r}{L}$-$\frac{{W}_{1}+{W}_{2}}{mgL}$ | |
B. | 物塊在水平直軌上的動(dòng)摩擦因數(shù)為$\frac{R-r}{L}$-$\frac{{W}_{1}+{W}_{2}}{mgL}$ | |
C. | 物塊在C點(diǎn)的向心加速度的大小為2g+$\frac{{2W}_{2}}{mr}$ | |
D. | 物塊在C點(diǎn)的向心加速度的大小為2g+$\frac{2({W}_{1}+{W}_{2})}{mr}$ |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 若△EK=0,則△E>0 | B. | 若△E=0,則△EK>0 | C. | 若△E>0,則△EK>0 | D. | 若△E<0,則△EK<0 |
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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:計(jì)算題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 減緩車速,保證行車安全 | |
B. | 發(fā)出聲音,引起路人注意 | |
C. | 與地面發(fā)生摩擦,在運(yùn)輸車上積累電荷 | |
D. | 把靜電引入大地,避免因放電引起爆炸 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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