如圖所示，質(zhì)量為m，帶電量為q（q>0）的粒子（重力不計(jì)），從離坐標(biāo)原點(diǎn)為1.5a的 y軸上的P點(diǎn)，以速度大小為v0，方向與y軸正方向成θ=30°射入xoy坐標(biāo)的第一象限，經(jīng)過一個(gè)在第一象限內(nèi)，邊界形狀為等腰梯形方向與xoy坐標(biāo)面垂直勻強(qiáng)磁場區(qū)域，然后沿-x方向經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)0，進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，其運(yùn)動(dòng)軌跡為虛線所示，該電場強(qiáng)度為E，方向沿-y軸方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直坐標(biāo)面向外。

（1）畫出最小的等腰梯形所處的位置和粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，并求出此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

（2）粒子過坐標(biāo)原點(diǎn)0后的運(yùn)動(dòng)可分解為x方向和y方向兩分運(yùn)動(dòng)組成，已知y方向分運(yùn)動(dòng)為簡諧運(yùn)動(dòng)；求粒子離x軸最遠(yuǎn)距離。

 

（1）見解析 （2）

解析:（1）設(shè)帶電粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，軌跡半徑為r，則有

 ① （2分）

  ②   （1分）

最小的當(dāng)?shù)妊菪芜吔缛鐖DPMNQ所示， ③（2分）

設(shè)：此時(shí)半徑為r0 ，最大磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0

從圖中可得 r0+r0sinθ=1.5a   ④  （2分）

∴ r0=a    ⑤（1分）

  ⑥ （2分）

（2）設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)速度為v，離x軸的距離為y0

根據(jù)動(dòng)能定理     ⑦  （2分）

根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，粒子在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)加速度大小相同，方向相反，設(shè)最大加速度為a0，

根據(jù)牛頓第二定律： 在0點(diǎn)：qv0B-qE = ma   ⑧（2分）

在最高點(diǎn)：qvB+qE=ma ⑨（2分）

由⑧⑨式解得： ⑩（2分）

由⑦⑩解得   （2分）

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量為m的球，被長為L的細(xì)繩吊起處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)對(duì)小球施加水平向右的恒力F，小球開始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60°，小球速度恰好為0（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（選修3-5）
（1）核能是一種高效的能源．
①在核電站中，為了防止放射性物質(zhì)泄漏，核反應(yīng)堆有三道防護(hù)屏障：燃料包殼，壓力殼和安全殼（見圖甲）．結(jié)合圖乙可知，安全殼應(yīng)當(dāng)選用的材料是
混凝土
混凝土
．

②圖丙是用來監(jiān)測工作人員受到輻射情況的胸章，通過照相底片被射線感光的區(qū)域，可以判斷工作人員受到何種輻射．當(dāng)胸章上1mm鋁片和3mm鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下的照相底片未被感光時(shí)，結(jié)合圖2分析工作人員受到了
β
β
射線的輻射；當(dāng)所有照相底片被感光時(shí)，工作人員受到了
γ
γ
射線的輻射．
（2）下列說法正確的是
A．盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
B．受普朗克量子論的啟發(fā)，愛因斯坦在對(duì)光電效應(yīng)的研究中，提出了光子說
C．核反應(yīng)方程
 
238
92
U→
 
234
90
Th+
 
4
2
He屬于裂變
D．宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小，極易觀察到它的波動(dòng)性
E．根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，物體具有的能量和它的質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系
F．β衰變中產(chǎn)生的β射線實(shí)際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的
G．中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核的過程中需要吸收能量
H．升高放射性物質(zhì)的溫度，可縮短其半衰期
I．氫原子輻射出一個(gè)光子后，根據(jù)玻爾理論可知?dú)湓拥碾妱菽茉龃�，核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度增大
J．對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長”，入射光的波長必須小于這個(gè)波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)
（3）如圖所示，質(zhì)量為M=2kg的足夠長的小平板車靜止在光滑水平面上，車的一端靜止著質(zhì)量為MA=2kg的物體A（可視為質(zhì)點(diǎn)）．一個(gè)質(zhì)量為m=20g的子彈以500m/s的水平速度迅即射穿A后，速度變?yōu)?00m/s，最后物體A靜止在車上．若物體A與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．（g取10m/s2）
①平板車最后的速度是多大？
②全過程損失的機(jī)械能為多少？
③A在平板車上滑行的距離為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?黑龍江模擬）（按題目要求作答，寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不得分）
如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的物體以v0=3.4m/s的初速度在動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2的水平桌面上滑行L=0.64m離開桌子邊緣落到水平地面上，已知桌面到地面的高度h=0.80m．（不計(jì)空氣阻力g取10m/s2）
求：（1）物體離開桌面邊緣時(shí)的速度大小．
（2）物體落地點(diǎn)與桌子邊緣的水平距離．
（3）物體落地時(shí)的速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?青浦區(qū)模擬）如圖所示，質(zhì)量為m的帶電金屬小球，用絕緣細(xì)線與質(zhì)量為M（M=2m）的不帶電木球相連，兩球恰能在豎直向上的足夠大且場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，以速度v勻速豎直向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木球升至a點(diǎn)時(shí)，細(xì)線突然斷裂，木球升至b點(diǎn)時(shí)速度為零．則木球速度為零時(shí)，金屬球的速度大小為
3v
3v
，a、b之間的電勢差為
Ev2
2g
Ev2
2g
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2003?徐州一模）如圖所示，質(zhì)量為M的木板可以沿傾角為α的固定斜面無摩擦地滑下，欲使木板靜止在斜面上，木板上質(zhì)量為m的人應(yīng)以多大的加速度向下奔跑？

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