一個初速度為V0的勻加速直線運動,可以看成是在同一直線上的兩個直線運動的合運動:一個是速度為V0的勻速直線運動,另一個是初速度為零的勻加速直線運動。合運動的速度。試用將初速度V0分解成同一直線上的兩個分運動V01、V02 的方法研究下面的問題。如圖所示,在空間有一個與水平面平行且垂直紙面向里的足夠大的勻強磁場。在磁場區(qū)域有、兩點,相距為,連線在水平面上且與磁場方向垂直。一質(zhì)量為、電量為)的粒子從點以初速度對著點射出,為使粒子能經(jīng)過點,試問可取什么值?
(1)若,則粒子必能擊中點!            
(2)若,則必須滿足,
=1、2、3……時粒子才能擊中點。
若不考慮重力,粒子不可能經(jīng)過點,可見本題要考慮重力的作用。帶電粒子以初速度點射出,若滿足重力與洛侖茲力平衡,則做勻速直線運動至點,此速度設(shè)為,即
若粒子速度不滿足上述條件,則可將分解為

這時粒子受到向下的重力mg和向上的洛侖茲力f1、f2的作用,其中f1是與速度V01相對應(yīng)的洛侖茲力,f2是與速度V相對應(yīng)的洛侖茲力,由于f1=mg 所以,粒子的運動可看成是以指向的勻速直線運動和以的勻速圓周運動的合運動。為確保粒子能擊中點,必須是圓周運動這一分運動恰好是完整的圈,這時勻速直線運動的位移也正好是。
磁場中勻速圓周運動周期無關(guān),大小為      
因而有=1、2、3
代入得,=1、2、3…
概括結(jié)論是:
(1)若,則粒子必能擊中點。             
(2)若,則必須滿足
=1、2、3……時粒子才能擊中點。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

一個質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子從x軸上的P(a,0)點以速度v ,沿與x正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強磁場中,并恰好垂直于y軸射出第一象限。求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B和射出點的坐標(biāo)。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


                 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


(1)小球射入磁場時的初速度υ0;
(2)電阻R上產(chǎn)生的總熱量Q
(3)通過電阻R的總電量Δq.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,電子源每秒鐘發(fā)射2.50×1013個電子,以v0=8.00×106m/s的速度穿過P板上的A孔,從M、N兩平行板正中央進入兩板間,速度方向平行于板M且垂直于兩板間的勻強磁場,板M、N兩板間電壓始終為UMN="80.O" V,兩板距離為d=1.00×10-3m,電子在板M、N間做勻速直線運動后進入由C、D兩平行板組成的已充電的電容器中,電容器電容為8.00×10-8F,電子打到D板后就留在D板中,在時刻tl=0,D板電勢較C板高818V,在時刻t2=T,開始有電子打到M板上,已知電子質(zhì)量m=9.10×10-31kg,電量e=1.60×10-19C,電子從A孔到D板的運動時間不計,C、P兩板均接地,電子間不會發(fā)生碰撞。求:
(1)M、N間勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小。
(2)時間T及打到M板上的每個電子的動能(以eV為單位)。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

全自動洗衣機中,排水電磁閥是由程序控制器控制其動作的。當(dāng)洗衣機進行排水和脫水工序時,電磁鐵的線圈通電,使電磁鐵的鐵芯2動作,牽引排水闊的活塞打開,排除污水。牽引電磁鐵的結(jié)構(gòu)如圖所示。

當(dāng)程序控制器的控制電流通過線圈時,線圈和鐵芯1產(chǎn)生一個強的磁場,使鐵芯2磁化,由于磁體相互作用,將鐵芯2吸入線圈,此時鐵芯2將拉動閥門使閥門打開排水。同樣,控制器不輸出控制電流時,電磁鐵將失去磁性,彈簧(圖中未畫)將鐵芯 2拉回原位,從而關(guān)閉閥門( )
A.某時刻輸入控制電流時,a為正,b為負,則鐵芯2中A端為N極、B端為S極
B.某時刻輸入控制電流時,a為正,b為負,則鐵芯2中A端為S極、B端為N極
C.若a、b處輸入的是正、負交變電流,鐵芯2不能被吸入線圈
D.若a、b處輸入的是正、負交變電流,鐵芯2能被吸入線圈

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列單位中表示磁感應(yīng)強度B的單位是( 。
A.安培B.特斯拉C.庫侖D.伏特

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

極光是由來自太陽的高能量帶電粒子流高速沖進高空稀薄大氣層時,被地球磁場俘獲,從而改變原有運動方向,向兩極做螺旋運動而形成的.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實,向兩極做螺旋運動的這些高能粒子的旋轉(zhuǎn)半徑是不斷減小的,其原因有下列幾種可能:
①洛倫茲力對粒子做負功,使其動能減小
②空氣阻力做負功,使其動能減小
③南、北兩極的磁感應(yīng)強度增強
④太陽對粒子的引力做負功
其中正確的是(  )
A.①②B.②③C.②④D.③④

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,MN與PQ是兩條水平放置彼此平行的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為l=0.5m。質(zhì)量m=1kg,電阻r=0.5Ω的金屬桿ab垂直跨接在導(dǎo)軌上,勻強磁場的磁感線垂直紙面向里,磁感應(yīng)強度的大小為B=2T,導(dǎo)軌左端接阻值R=2Ω的電阻,導(dǎo)軌電阻不計。ab桿受水平恒力F的作用后由靜止開始向右做變加速運動,后做勻速運動。勻速時ab桿的速度為v=2m/s,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)勻速時ab桿受到的水平恒力F的大。
(2)速度等于1m/s時金屬桿的加速度大小。

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