【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi),x=2L處豎直放置一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)的粒子吸收板AB,其下端點(diǎn)A在x軸上,粒子打到吸收板上立即被板吸收,不考慮吸收板帶電對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響.在AB左側(cè)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,在AB右側(cè)存在垂直存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).原點(diǎn)O處有一粒子源,可沿x軸正向射出質(zhì)量為m、電量為+q的不同速率的帶電粒子,不計(jì)粒子的重力.

(1)若射出的粒子能打在AB板上,求能力打在AB板上的粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度范圍;
(2)在電場(chǎng)可側(cè)放置擋板BD,擋板與x軸交于C點(diǎn),已知AC=AB,BC=2CD.粒子與擋板碰撞速度大小不變,方向反向,為使由AB上邊緣進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子能到達(dá)CD區(qū)域,求磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍.

【答案】
(1)

解:帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,加速度為a,則:

豎直分位移:L≥

水平分位移:2L=v0t,

加速度:a= ,

解得:v0


(2)

解:設(shè)粒子打到B點(diǎn)時(shí)速度為v,與豎直方向夾角為θ,豎直方向速度為vy,結(jié)合第一問(wèn)的解答,則vy=at=v0,故θ=45°;

,得到

所以粒子垂直于BD邊進(jìn)入磁場(chǎng),由題意可知粒子從B點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)經(jīng)半圓垂直打到D時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最。

得:R= ;

若運(yùn)動(dòng)1個(gè)半圓打到CD區(qū)域,有: ;

若運(yùn)動(dòng)2個(gè)半圓打到CD區(qū)域,有: ;

若運(yùn)動(dòng)3個(gè)及以上半圓打到CD區(qū)域有2R≤

由以上解得:


【解析】(1)粒子在電場(chǎng)中做類似平拋運(yùn)動(dòng),考慮恰好射到B點(diǎn)的臨界情況,根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)公式列式求解即可;(2)由AB上邊緣進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子,先由類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得到其速度大小和方向,進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),畫出恰好經(jīng)過(guò)C或D的臨界軌跡,結(jié)合幾何關(guān)系得到臨界半徑,根據(jù)牛頓第二定律得到磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)打下一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,如圖所示.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s,按打點(diǎn)時(shí)間先后順序,每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),依次得到A、B、C、D、E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).用刻度尺量得B、C、D、E各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離分別為AB=7.60cm,AC=13.60cm,AD=18.00cm,AE=20.80cm.

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是(填“直流”或“交流”)電源.
(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí),小車的速度為m/s.
(3)小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為m/s2 , 加速度的方向與小車運(yùn)動(dòng)的方向(填“相同”或“相反”)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下沿x軸正向運(yùn)動(dòng),其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是( )

A.帶負(fù)電粒子從x1運(yùn)動(dòng)到x2電場(chǎng)力做負(fù)功
B.x1、x2處電勢(shì)小于零
C.x1處的場(chǎng)強(qiáng)大于x2處的場(chǎng)強(qiáng)大小
D.x1處的電勢(shì)比x2處的電勢(shì)低

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】已知一列橫波某時(shí)刻的波動(dòng)圖像和其中一點(diǎn)的振動(dòng)圖像,如圖所示,則有( )

A.甲圖是振動(dòng)圖像,此列波的波速為2×104m/s
B.甲圖是波動(dòng)圖像,此列波的波速為2×102m/s
C.乙圖是波動(dòng)圖像,此列波的波速為5×102m/s
D.乙圖是振動(dòng)圖像,此列波的波速為5×103m/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一個(gè)質(zhì)量為1kg的物體A以10m/s的水平速度從距離水平地面5m的高度做平拋運(yùn)動(dòng),重力加速度取g=10m/s2

(1)求物體經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落到地面.
(2)求物體落地時(shí)刻的速度大。
(3)如圖乙所示,物體B與物體A在同一豎直平面內(nèi)且在同一高度,水平距離為9m,如果有物體B以5m/s的速度正對(duì)A同時(shí)拋出.兩物體何時(shí)在空中相遇?相遇時(shí)物體A的重力勢(shì)能多大?(設(shè)物體在地面的重力勢(shì)能為零)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】中國(guó)月球探測(cè)工程首任首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)院士稱:“嫦娥五號(hào)已經(jīng)獲批今年先發(fā),嫦娥四號(hào)計(jì)劃明年發(fā)”.嫦娥五號(hào)先于嫦娥四號(hào)發(fā)射,將首次“快遞”月壤.若質(zhì)量為m的嫦娥五號(hào)在距離月面為h的高度以大小為v的速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng),月面附近的重力加速度為g,則( )
A.嫦娥五號(hào)的動(dòng)能可表示為 2
B.嫦娥五號(hào)的動(dòng)能可表示為mgh
C.嫦娥五號(hào)繞月球運(yùn)動(dòng)一周,其動(dòng)能的變化可表示為mv2
D.嫦娥五號(hào)繞月球運(yùn)動(dòng)一周,其動(dòng)能的變化為零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個(gè)相同的條形磁鐵,放在水平地面上的長(zhǎng)木板AB上的同一直線上,兩磁鐵的N極相對(duì),木板和磁鐵均處于靜止不動(dòng).現(xiàn)在兩磁鐵豎直對(duì)稱軸上的C點(diǎn)處放一垂直于紙面的長(zhǎng)直導(dǎo)線,通以垂直紙面向里的恒定電流,磁鐵仍處于靜止,則下列說(shuō)法正確的是( )

A.導(dǎo)線受到的安培力豎直向上
B.導(dǎo)線受到的安培力豎直向下
C.木板受到地面的摩擦力向右
D.木板受到地面的摩擦力為零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】動(dòng)運(yùn)動(dòng)員拖著舊橡膠輪胎跑是訓(xùn)練身體耐力的一種有效方法,如圖所示.運(yùn)動(dòng)員拖著輪胎在水平直道上跑了100m,那么下列說(shuō)法正確的是( )

A.重力對(duì)輪胎做了負(fù)功
B.摩擦力對(duì)輪胎做了負(fù)功
C.拉力對(duì)輪胎不做功
D.支持力對(duì)輪胎做了正功

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,木塊A放在木塊B的左端上方,用水平恒力F將A拉到B的右端,第一次將B固定在地面上,F(xiàn)做功W1 , 生熱Q1;第二次讓B在光滑水平面可自由滑動(dòng),F(xiàn)做功W2 , 生熱Q2 , 則下列關(guān)系中正確的是( )

A.W1<W2 , Q1=Q2
B.W1=W2 , Q1=Q2
C.W1<W2 , Q1<Q2
D.W1=W2 , Q1<Q2

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案