分析 (1)根據(jù)ABC三點(diǎn)的位置坐標(biāo),確定AB與x軸之間的夾角,然后結(jié)合幾何關(guān)系求出粒子在第三象限中的半徑.
(2)帶電粒子在電場中運(yùn)動的過程中做勻加速直線運(yùn)動,結(jié)合動能定理即可求出兩種情況下進(jìn)入磁場時的速度關(guān)系,最后再結(jié)合半徑公式即可求出;
(3)滿足條件(1)的情況下,粒子再次進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動,結(jié)合平拋運(yùn)動的規(guī)律求出進(jìn)入第一象限的速度的大小與方向,在根據(jù)速度公式即可求出.
解答 解:(1)A、B、C三點(diǎn)坐標(biāo)分別為(-3l,l),(-2l,0)、(-3l,0).所以AB與x軸之間的夾角是45°,
由幾何關(guān)系得,在II區(qū)域中,其運(yùn)動半徑設(shè)為r1
則:$\sqrt{2{r}_{1}}=l$
得:${r}_{1}=\frac{\sqrt{2}}{2}l$①
(2)粒子由A運(yùn)動到B時,設(shè)粒子的電荷量為q,原電場強(qiáng)度大小為E,粒子的質(zhì)量為m,則由動能定理得:
$\sqrt{2}qE•\sqrt{2}l=\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$②
若無疊加電場時,則粒子由A點(diǎn)m沿+x方向做加速直線運(yùn)動,則由動能定理得:
$qE•3L=\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}$③
設(shè)粒子在區(qū)域I中運(yùn)動半徑為r2,根據(jù)半徑公式:$r=\frac{mv}{qB}$,則
$\frac{{r}_{2}}{{r}_{1}}=\frac{{v}_{2}}{{v}_{1}}$ 、
由①②③④解得:${r}_{2}=\frac{\sqrt{3}}{2}L$
故${y}_{1}=L+n\sqrt{3}L$ n=0,1,2,
(3)若粒子從C點(diǎn)進(jìn)入II區(qū)域,將做類平拋運(yùn)動,設(shè)其軌跡第一次與y軸相交于D點(diǎn)(0,h)
設(shè)C運(yùn)動到D時間為t:
$(\sqrt{3}L-h)cos45°+\sqrt{2}h={v}_{1}t$
$(\sqrt{3}L-h)sin45°=\frac{1}{2}•\frac{\sqrt{2}qE}{m}•{t}^{2}$
解得:h=L,t=$\frac{2\sqrt{2}L}{{v}_{1}}$
沿電場方向的速度:${v}_{∥}=\frac{\sqrt{2}qE}{m}•t={v}_{1}$,故D點(diǎn)速度大小為${v}_{D}=\sqrt{2}{v}_{1}$ 沿+x 方向
$\frac{{r}_{3}}{{r}_{1}}=\frac{{v}_{D}}{{v}_{1}}$
得:y2=L+2nL n=0,1,2,
答:(1)若粒子釋放的同時,在0≤y≤l且x≤0區(qū)域內(nèi)再疊加與原電場大小相等、方向沿-y方向的勻強(qiáng)電場,發(fā)現(xiàn)粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰能從C點(diǎn)再次進(jìn)入這一疊加電場中,粒子在第Ⅲ象限中運(yùn)動的半徑是$\frac{\sqrt{2}}{2}l$;
(2)若粒子釋放時,無(1)中的疊加電場,粒子通過y軸時的縱坐標(biāo)是$L+n\sqrt{3}L$(n=0,1,2,);
(3)滿足條件(1)的情況下,粒子通過y軸時的縱坐標(biāo)是L+2nL (n=0,1,2,).
點(diǎn)評 本題主要考查了帶電粒子在混合場中運(yùn)動的問題,要求同學(xué)們能正確分析粒子的受力情況,再通過受力情況分析粒子的運(yùn)動情況,熟練掌握平拋運(yùn)動和圓周運(yùn)動的基本公式,并幾何幾何關(guān)系解題,難度較大.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 做曲線運(yùn)動的物體,速度方向時刻變化,故曲線運(yùn)動一定是變加速運(yùn)動 | |
B. | 變速運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動 | |
C. | 所有曲線運(yùn)動都一定是變速運(yùn)動 | |
D. | 物體只有受到方向時刻變化的力的作用才可能做曲線運(yùn)動 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 質(zhì)點(diǎn)的振動頻率為4Hz | B. | 質(zhì)點(diǎn)的振幅為2m | ||
C. | t=2s時,質(zhì)點(diǎn)的速度為零 | D. | t=2s時,質(zhì)點(diǎn)的速度最大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電磁波的傳播速度大于聲波的傳播速度 | |
B. | 聲波和電磁波都能引起鼓膜振動 | |
C. | 電磁波都不能被人看見,聲波都能被人聽見 | |
D. | 二胡、電子琴發(fā)出的都是電磁波 |
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