分析 (1)小球在電容器中受到重力和電場(chǎng)力的作用,由動(dòng)能定理即可求出速度;
(2)由動(dòng)能定理求出小球到達(dá)P的速度,然后結(jié)合左手定則判斷出小球碰撞的方向,由牛頓第二定律求出小球運(yùn)動(dòng)的半徑,畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,由幾何關(guān)系求出磁場(chǎng)的半徑,結(jié)合半徑公式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值和小球與地板的撞擊點(diǎn)到P點(diǎn)的距離.
解答 解:(1)小球在電容器中受到重力和電場(chǎng)力的作用,由動(dòng)能定理得:
mgd+qU=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
所以:v0=$\sqrt{2gd+\frac{2qU}{m}}$
(2)①小球在離開小孔O′后受到的電場(chǎng)力:F=qE=q•$\frac{mg}{q}$=mg,與重力大小相等,方向相反,所以粒子在EF以下做勻速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)P的速度不變;
反彈后的速度是碰撞前的一半,加磁場(chǎng)后,由于重力與電場(chǎng)力大小相等,方向相反,所以洛倫茲力提供向心加速度,粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其半徑不大于h,即r≤h,
洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律有:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$
所以:B=$\frac{mv}{qr}≥\frac{m•\sqrt{2gd+\frac{2qU}{m}}}{4h}$
②粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),再次與地板相碰時(shí)粒子的軌跡是半圓,所以磁感應(yīng)強(qiáng)度取最小值時(shí),小球與地板的撞擊點(diǎn)到P點(diǎn)的距離:L=2r=2h.
答:(1)小球離開小孔O′時(shí)的速度是$\sqrt{2gd+\frac{2qU}{m}}$;
(2)若①欲使小球不離開邊界EF,則所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小滿足的條件是B≥$\frac{m•\sqrt{2gd+\frac{2qU}{m}}}{4h}$;
②在滿足①中的磁感應(yīng)強(qiáng)度取最小值時(shí),小球與地板的撞擊點(diǎn)到P點(diǎn)的距離是2h.
點(diǎn)評(píng) 本題的難點(diǎn)是分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況,可通過畫軌跡圖象分析,由于仍在磁場(chǎng)中的粒子的軌跡的長(zhǎng)度與從MN邊界上最左邊射出的粒子長(zhǎng)度相同,仍在磁場(chǎng)中的粒子的初速度方向在臨界條件以內(nèi).
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 該帶電粒子帶負(fù)電 | B. | 粒子在a點(diǎn)的速率大于在e點(diǎn)的速率 | ||
C. | 粒子在ab段速率逐漸增大 | D. | a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小小于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 將導(dǎo)線拉長(zhǎng),使線圈的面積增為原來的2倍 | |
B. | 將導(dǎo)線縮短,使線圈的面積減為原來的$\frac{1}{2}$ | |
C. | 使線圈繞著任意一條直徑轉(zhuǎn)過60°角放置 | |
D. | 使磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率減為原來的$\frac{1}{2}$ |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 質(zhì)量必須相同 | B. | 某時(shí)刻的線速度相同 | ||
C. | 繞地球的運(yùn)行周期相同 | D. | 繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 斜面對(duì)物體的摩擦力為mgsinθ | |
B. | 斜面對(duì)物體的作用力大小為mg,方向豎直向上 | |
C. | 地面對(duì)斜面的摩擦力為零 | |
D. | 地面對(duì)斜面的支持力小于(M+m)g |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | ![]() M球靜止,小球與接觸面間均光滑 | B. | ![]() M球靜止,DB懸線豎直 | ||
C. | ![]() M沿粗糙斜面上滑 | D. | ![]() M,N相對(duì)靜止沿著斜面C勻速下滑 |
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com