分析 (1)根據(jù)牛頓第二定律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出t=0時(shí)射入的帶電粒子在兩板間的偏轉(zhuǎn)距離;
(2)粒子在打出粒子的速度都是相同的,由速度合成法求解;
(3)要使平行粒子能夠交于圓形磁場(chǎng)區(qū)域邊界且有最小區(qū)域時(shí),磁場(chǎng)直徑最小值與粒子寬度相等,即可得到磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑.粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,由洛倫茲力提供向心力,可牛頓第二定律求出相應(yīng)的磁感強(qiáng)度.
解答 解:(1)當(dāng)粒子由t=0時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng),向下偏轉(zhuǎn)距離為:
s1=12a(2T3)2+a(2T3)•T3−12a(T3)2a=qU0md
解得:s1=7qU0T218md
(2)打出粒子的速度都是相同的,在沿電場(chǎng)線方向速度大小為:vy=a•T3
所以打出速度大小為:v=√v20+v2y
解得:v=√2qU0T3md
設(shè)速度方向與v0的夾角為θ,則有:tanθ=vyv0=1,
解得:θ=45°
(3)當(dāng)粒子在t=nT時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng),向下偏轉(zhuǎn)距離最大為:s1=7qU0T218md,
當(dāng)粒子由t=nT+2T3時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng),向上偏轉(zhuǎn)距離最大為:s2=qU0T218md,
所以,在距離O′中點(diǎn)下方7qU0T218md至上方qU0T218md范圍內(nèi)有粒子打出.所有粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向彼此平行,要使平行粒子能夠交于圓形磁場(chǎng)區(qū)域邊界且有最小區(qū)域時(shí),磁場(chǎng)直徑最小值與粒子寬度相等,
粒子寬度為:D=(s1+s2)cos45°
故磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑為:r=D2=√2qU0T29md
粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng),有:qvB=mv2r
解得:B=3mqT.
答:(1)t=0時(shí)射入的帶電粒子在兩板間的偏轉(zhuǎn)距離為7qU0T218md;
(2)粒子射出電場(chǎng)時(shí)的速度為√2qU0T3md;
(3)磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑為√2qU0T29md,相應(yīng)的磁感強(qiáng)度是3mqT.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),掌握處理類平拋運(yùn)動(dòng)的方法,以及知道粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)用幾何知識(shí)求出半徑.
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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:多選題
A. | 合運(yùn)動(dòng)的速度大小等于分運(yùn)動(dòng)的速度大小之和 | |
B. | 兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定也是勻速直線運(yùn) | |
C. | 互成角度的一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),一定是曲線運(yùn)動(dòng) | |
D. | 若合運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),則其分運(yùn)動(dòng)中至少有一個(gè)是曲線運(yùn)動(dòng) |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 磁通量越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越可能越小 | |
B. | 磁通量變化越多,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 | |
C. | 磁通量變化越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 | |
D. | 磁通量為零時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為零 |
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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. | 一定是直線運(yùn)動(dòng) | B. | 一定是曲線運(yùn)動(dòng) | ||
C. | 可以是直線也可能是曲線運(yùn)動(dòng) | D. | 以上說法都不正確 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 力是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因 | |
B. | 力是使物體位移不斷增大的原因 | |
C. | 做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體必須受到平衡力的作用 | |
D. | 只要物體運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生彎曲,必然受到力的作用 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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