分析 (1)帶電粒子先在電場(chǎng)中加速,后進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).由動(dòng)能定理求出加速獲得的速度大。W与x開(kāi)電場(chǎng)后,垂直進(jìn)入磁場(chǎng),由洛侖茲力提供向心力,由牛頓第二定律求半徑;
(2)當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中的軌跡恰好也PQ相切時(shí),兩邊界MN、PQ的距離最小,畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,由幾何關(guān)系求最小距離;
(3)求出粒子圓周運(yùn)動(dòng)的周期,確定出軌跡的圓心角θ,由t=$\frac{θ}{2π}$T求磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
解答 解:(1)設(shè)粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度為v,由動(dòng)能定理有:
$qU=\frac{1}{2}m{v}^{2}$①
解得:$v=\sqrt{\frac{2qU}{m}}$=20m/s ②
粒子離開(kāi)電場(chǎng)后,垂直進(jìn)入磁場(chǎng),由洛侖茲力提供向心力有:
$qBv=\frac{m{v}^{2}}{r}$③
聯(lián)立②③解得:$r=\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$=0.2m ④
(2)最終粒子從邊界MN離開(kāi)磁場(chǎng),需滿足:
d≥r+rsin30° ⑤
聯(lián)立④⑤解得:$d≥\frac{3}{2B}\sqrt{\frac{2mU}{q}}$=0.3m ⑥
兩邊界MN、PQ的最小距離d為0.3m
(3)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期$T=\frac{2πr}{v}$⑦
聯(lián)立③⑦解得:$T=\frac{2πm}{qB}$⑧
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間$t=\frac{240°}{360°}T=\frac{4πm}{3Bq}$=$\frac{π}{75}$s=0.042 s
答:(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r為0.2m;
(2)兩邊界MN、PQ的最小距離d為0.3m;
(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t為0.042s.
點(diǎn)評(píng) 本題中帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的類型,畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,運(yùn)用幾何知識(shí)和牛頓第二定律研究磁場(chǎng)中軌跡問(wèn)題.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | A、B兩點(diǎn)電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均相同 | |
B. | C、D兩點(diǎn)電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均相同 | |
C. | 帶正電的試探電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能小于于在D點(diǎn)的電勢(shì)能 | |
D. | 帶正電的試探電荷在D點(diǎn)的電勢(shì)能小于于在B點(diǎn)的電勢(shì)能 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān),所以擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都叫做熱運(yùn)動(dòng) | |
B. | 擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明分子間存在斥力 | |
C. | 給自行車輪胎打氣,越來(lái)越費(fèi)力,主要是由于打氣過(guò)程中分子間斥力逐漸增大,引力逐漸減小的緣故 | |
D. | 物體的內(nèi)能大小與溫度、體積和物質(zhì)的量有關(guān) |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 利用光譜分析鑒別物質(zhì)只能是明線光譜或暗線光譜 | |
B. | 湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子,表明原子具有核式結(jié)構(gòu) | |
C. | 盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn),揭示了原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) | |
D. | 玻爾對(duì)原子模型提出了三點(diǎn)假設(shè),成功解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 物體在只受重力作用下的運(yùn)動(dòng)一定是自由落體運(yùn)動(dòng) | |
B. | 自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度叫重力加速度,它是矢量,方向豎直向下 | |
C. | 忽略空氣阻力時(shí),自由下落的物體中重的物體一定比輕的物體下落的快 | |
D. | 自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上就是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 控制變量的方法 | B. | 觀察實(shí)驗(yàn)的方法 | ||
C. | 建立理想化模型的方法 | D. | 等效替代的方法 |
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