分析 (1)由于粒子在速度選擇器中做直線運動,所以粒子豎直方向受的洛倫茲力等于電場力;
(2)根據(jù)左手定則,判斷出粒子所帶電的電性,再根據(jù)幾何知識求出半徑的大小,最后求出勻強(qiáng)磁場的大小;
(3)首先明確粒子在磁場中的運動不會發(fā)生變化,求出這段時間圓筒轉(zhuǎn)過的角度,由于圓周運動具有周期性,需要討論.
解答 解:(1)速度選擇器中電場強(qiáng)度E=$\frac{{U}_{2}}{D}$=5.0×103N/C,
根結(jié)粒子受力平衡 qB1v=qE,
得 $v=\frac{E}{{B}_{1}}=5×1{0}^{3}m/s$,
根據(jù)電場加速 $q{U}_{1}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$,
得 U1=25V;
(2)
粒子的運動軌跡如圖所示,根據(jù)左手定則,粒子帶負(fù)電,
根據(jù)幾何關(guān)系得 r=R,
根據(jù)洛倫茲力提供向心力得 $q{B}_{2}v=m\frac{{v}^{2}}{r}$,
解得${B}_{2}=\frac{mv}{qr}=5×1{0}^{-2}T$;
(3)不管從哪個孔進(jìn)入,粒子在筒中運動的時間與軌跡一樣,運動時間為,
$t=\frac{θ•r}{v}=3π×1{0}^{-5}s$,
在這段時間圓筒轉(zhuǎn)過的可能角度,
$α=2nπ+\frac{π}{4}$(n=0,1,2,3…),
則圓筒的角速度ω=$\frac{α}{t}=\frac{8n+1}{12}×1{0}^{5}rad/s$.
答:(1)加速器兩端的電壓U1的大小為25V;
(2)圓簡內(nèi)勻強(qiáng)磁場B2的大少為5×10-2T,粒子帶負(fù)電;
(3)要使粒子從一個小孔射入圓筒后能從正對面的小孔射出(如從O1進(jìn)從O5出),則圓筒勻速轉(zhuǎn)動的角速度為$\frac{8n+1}{12}×1{0}^{5}rad/s$.
點評 本題是帶電粒子在復(fù)合場中運動,首先根據(jù)牛頓定律,粒子受力平衡,求出粒子速度,再根據(jù)電場力做功求出電壓.根據(jù)粒子在磁場中作圓周運動公式求出磁場強(qiáng)度,注意圓周運動具有周期性.
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 7.5m/s 5.5m/s | B. | 7.5m/s 5m/s | ||
C. | 8m/s 2m/s | D. | 8m/s 2.5m/s |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 蘋果通過第1個窗戶所用的時間最長 | |
B. | 蘋果通過第1個窗戶的平均速度最大 | |
C. | 蘋果通過第3個窗戶的位移最大 | |
D. | 蘋果通過1、2、3三個窗戶的豎直位移相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 衛(wèi)星的軌道半徑較大 | B. | 衛(wèi)星的線速度較小 | ||
C. | 衛(wèi)星的向心加速度較小 | D. | 衛(wèi)星的周期較小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 卡文迪許利用扭秤實驗首先測出了萬有引力常量 | |
B. | 開普勒通過大量的觀測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 | |
C. | 對于萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=G$\frac{{m}_{1}{m}_{2}}{{r}^{2}}$,m1、m2受到的萬有引力總是大小相等、方向相反,是一對平衡力 | |
D. | 公式F=G$\frac{{m}_{1}{m}_{2}}{{r}^{2}}$能直接計算任意兩個物體之間的引力 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 撤去F時,彈簧的彈性勢能為3μmgx0 | |
B. | 撤去F后,物體向右運動到C點時的動能最大 | |
C. | 水平力F做的功為4μmgx0 | |
D. | 從B位置運動到C位置,彈簧彈性勢能的減少量等于物體動能的增加量 |
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