分析 (1)粒子在電場中做類平拋運動,結合牛頓第二定律和運動學公式求出電場強度的大小,根據(jù)動能定理求出粒子進入磁場時的速度大小,通過平行四邊形定則求出速度的方向.
(2)根據(jù)運動學公式求出粒子在電場中做類平拋運動的時間,結合粒子在磁場中運動的周期公式,通過圓心角求出在磁場中運動的時間,從而得出總時間.
(3)根據(jù)半徑公式求出粒子在磁場中做圓周運動的半徑,結合幾何關系求出Q點的坐標.
解答 解:(1)粒子運動的軌跡如圖所示,粒子在電場中x,y方向的運動:2h=v0t1,h=12at12,
根據(jù)牛頓第二定律:Eq=ma,
得:E=mv022qh.
根據(jù)動能定理:qEh=12mv2−12mv02,
解得:v=√2v0.
cosα=\frac{{v}_{0}}{v}=\frac{\sqrt{2}}{2},
解得:α=45°.
(2)設粒子在電場中運動的時間為t1,則有:{t}_{1}=\frac{2h}{{v}_{0}},
粒子在磁場中運動的周期為:T=\frac{2πr}{v}=\frac{2πm}{qB},
設粒子射入磁場時與x軸成α角,在磁場中運動的圓弧所對圓心角為β,由幾何關系得:
β=135°
所以粒子在磁場中運動的時間為:{t_2}=\frac{3}{8}T,
總時間為:t={t}_{1}+{t}_{2}=\frac{2h}{{v}_{0}}+\frac{3πm}{4qB}.
(3)根據(jù)qvB=m\frac{{v}^{2}}{r},
得:r=\frac{\sqrt{2}m{v}_{0}}{qB}.
y=r+rsin45°=\frac{(1+\sqrt{2})m{v}_{0}}{qB},
x=2h-rcos45°=2h-\frac{m{v}_{0}}{qB}.
答:(1)電場強度E的大小為\frac{m{{v}_{0}}^{2}}{2qh}.
(2)粒子從進入電場到離開磁場經歷的總時間t為\frac{2h}{{v}_{0}}+\frac{3πm}{4qB}.
(3)Q點的坐標為為(2h-\frac{m{v}_{0}}{qB},\frac{(1+\sqrt{2})m{v}_{0}}{qB})
點評 粒子在電場中運動偏轉時,常用能量的觀點來解決問題,有時也要運用運動的合成與分解.粒子在磁場中做勻速圓周運動的圓心、半徑及運動時間的確定也是本題的一個考查重點,要正確畫出粒子運動的軌跡圖,能熟練的運用幾何知識解決物理問題.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 當S1接a,S2接d時,電流為2I | B. | 當S1接a,S2接d時,電流為\frac{I}{2} | ||
C. | 當S1接b,S2接c時,電流為4I | D. | 當S1接b,S2接d時,電流為\frac{I}{2} |
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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:多選題
A. | 最終兩導體棒都做勻速直線運動 | |
B. | 最終兩導體棒都做勻加速直線運動 | |
C. | 導體棒MN上的電流一直增大 | |
D. | 導體棒PQ上的電流先不斷增大后保持不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 0~8s內物體位移的大小為18m | |
B. | 物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.875 | |
C. | 0~8s內傳送帶因運送物體而多做的功為216J | |
D. | 0~8s內物體與傳送帶由于摩擦產生的熱量為70J |
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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:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 核反應堆內發(fā)生的是輕核聚變反應 | |
B. | 核反應堆內發(fā)生的是重核裂變反應 | |
C. | 放射性同位素的半衰期由原子核內部因素決定,與外部條件及其變化無關 | |
D. | 放射性同位素的半衰期既與原子核內部因素有關,也與外部條件有關 | |
E. | 核反應過程中釋放的γ射線是波長很短的電磁波,它具有很強的穿透本領 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 | |
B. | 洛倫茲發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律 | |
C. | 安培發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應 | |
D. | 相對論的創(chuàng)立表明經典力學已不再適用 |
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