如圖所示,兩塊平行金屬極板心MN水平放置,板長L="1" m,間距,兩金屬板間電壓;在平行金屬板右側(cè)依次存在ABC和FGH兩個(gè)全等的正三角形區(qū)域,正三角形ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場Bl,三角形的上頂點(diǎn)A與上金屬板M平齊,BC邊與金屬板平行,AB邊的中點(diǎn)P恰好在下金屬板N的右端點(diǎn);正三角形FGH內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B2,已知A、F、G處于同一直線上,B、C、H也處于同一直線上,AF兩點(diǎn)距離為。現(xiàn)從平行金屬極板MN左端沿中軸線方向入射一個(gè)重力不計(jì)的帶電粒子,粒子質(zhì)量,帶電量,初速度。

(1)求帶電粒子從電場中射出時(shí)的速度v的大小和方向
(2)若帶電粒子進(jìn)入中間三角形區(qū)域后垂直打在AC邊上,求該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bl
(3)若要便帶電粒子由FH邊界進(jìn)入FGH區(qū)域并能再次回到FH界面,求B2應(yīng)滿足的條件 。

(1)m/s,與水平方向成30°角斜向下(2)T(3)T

解析試題分析:(1)設(shè)帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動的時(shí)間為t,加速度為a,
則:q=ma
解得:a=×1010m/s2
t==1×10?5s
豎直方向的速度為
vy=at=×105m/s
射出時(shí)速度為:v=×105m/s
速度v與水平方向夾角為θ,tanθ=,故θ=30°,即垂直于AB方向出射.
(2)帶電粒子出電場時(shí)豎直方向的偏轉(zhuǎn)的位移y=at2m=,即粒子由P1點(diǎn)垂直AB射入磁場,
由幾何關(guān)系知在磁場ABC區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動的半徑為R1m
由B1qv=m知:B1T
(3)分析知當(dāng)軌跡與邊界GH相切時(shí),對應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最大,運(yùn)動軌跡如圖所示:

由幾何關(guān)系得:R2+=1
故半徑R2=(2?3)m
又B2qv=m
故B2T
所以B2應(yīng)滿足的條件為大于T。
考點(diǎn):帶電粒子在組合場(電場、磁場)中的運(yùn)動問題

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:單選題

“與”門、“或”門和“非”門三個(gè)基本邏輯電路組成的一個(gè)組合邏輯電路,其中A、B、C為輸入端,Y為輸出端,在完成下面的真值表時(shí),輸出端Y空格中從左到右依次填寫都正確的是(  )

A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
Y
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A.0010101                       B.00000010
C.0101010                       D.以上答案都不正確

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,光滑圓環(huán)可繞豎直軸O1O2旋轉(zhuǎn),在圓環(huán)上套一個(gè)小球,實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),增大圓環(huán)轉(zhuǎn)速,小球在圓環(huán)上的位置升高,但無論圓環(huán)轉(zhuǎn)速多大,小球都不能上升到與圓心O等高的N點(diǎn).現(xiàn)讓小球帶上正電荷,下列措施可以讓小球上升到N點(diǎn)的是(  )

A.在空間加上水平向左的勻強(qiáng)磁場 B.在空間加上豎直向上的勻強(qiáng)電場
C.在空間加上方向由圓心O向外的磁場 D.在圓心O點(diǎn)放一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(18分)如圖所示,直線MN上方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的粒子1在紙面內(nèi)以速度從O點(diǎn)射入磁場,其方向與MN的夾角α=30°;質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子2在紙面內(nèi)以速度也從O點(diǎn)射入磁場,其方向與MN的夾角β=60°角。已知粒子1、2同時(shí)到達(dá)磁場邊界的A、B兩點(diǎn)(圖中未畫出),不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用。

(1)求兩粒子在磁場邊界上的穿出點(diǎn)A、B之間的距離d;
(2)求兩粒子進(jìn)入磁場的時(shí)間間隔;
(3)若MN下方有平行于紙面的勻強(qiáng)電場,且兩粒子在電場中相遇,其中的粒子1做直線運(yùn)動。求電場強(qiáng)度E的大小和方向。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(19分) 如圖a所示,水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場,現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷=106 C/kg的正電荷置于電場中的O點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過×10-5 s后,電荷以v0=1.5×104 m/s的速度通過MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場,磁場與紙面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化(圖b中磁場以垂直紙面向外為正,以電荷第一次通過MN時(shí)為t=0時(shí)刻).求:

(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大;(保留2位有效數(shù)字)
(2)圖b中t=×10-5 s時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離;
(3)如果在O點(diǎn)右方d=68 cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動到擋板所需的時(shí)間.(sin 37°=0.60,cos 37°=0.80) (保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

下列敘述中屬于擴(kuò)散現(xiàn)象的是

A.汽車開過后,公路上塵土飛揚(yáng)
B.福島放射性物質(zhì)碘131和銫137從空中飄到了美國
C.醬油里的色素滲透到了雞蛋清內(nèi)
D.2013年河北滄縣紅色地下水苯胺超標(biāo)70余倍

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

下列說法正確的是_____________。

A.已知阿伏加德羅常數(shù),氣體的摩爾質(zhì)量和密度,可估算氣體分子間的平均距離
B.在自然過程中熵總是增加的,其原因是因?yàn)橛行蚴遣豢赡軐?shí)現(xiàn)的
C.小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用
D.液晶像液體一樣具有流動性,而其光學(xué)性質(zhì)具有各向性

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

下列說法正確的是(     )

A.布朗運(yùn)動是液體或氣體中懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動,溫度越高、微粒越小,運(yùn)動越顯著
B.形狀不規(guī)則的物體一定不是晶體
C.毛細(xì)現(xiàn)象是液體的表面張力作用的結(jié)果
D.空氣的相對濕度定義為水的飽和汽壓與相同溫度時(shí)空氣中所含水蒸汽的壓強(qiáng)之比

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

下列有關(guān)熱學(xué)的敘述中,正確的是

A.布朗運(yùn)動是指懸浮在液體中的花粉分子的無規(guī)則熱運(yùn)動
B.隨著分子間距離的增大,若分子間的相互作用力先增大后減小,此時(shí)分子間的作用力一定是引力
C.熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是相互矛盾的
D.一定質(zhì)量的理想氣體在等溫變化時(shí),其內(nèi)能一定不改變
E.熱量可以從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化

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同步練習(xí)冊答案