分析 (1)粒子在左側(cè)磁場中做勻速圓周運動,由牛頓第二定律求出粒子的軌道半徑,然后求出磁場寬度.
(2)粒子在電場中做勻變速直線運動,應(yīng)用勻變速直線運動的規(guī)律可以求出電場強度.
(3)粒子在左右兩側(cè)磁場中都做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律求出粒子的軌道半徑,作出粒子運動軌跡,然后求出磁場寬度與磁場大�。�
解答 解:(1)粒子在左側(cè)磁場做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,
由牛頓第二定律得:qv0B1=mv20R,解得:R=mv0qB1,
由幾何知識可知,左側(cè)磁場的最小寬度是粒子做圓周運動的半徑,則Lmin=R=mv0qB1;
(2)粒子在電場中來回的總時間:t0=4d3v0,粒子一次通過電場的時間:t=2d3v0,
設(shè)粒子到達MN邊界的速度為v,電場強度為E,
則:d=v+v02t,v=2v0,v2-v02=2qEmd,解得:E=3mv202qd;
(3)粒子在電場中加速,粒子帶正電,該電荷在左側(cè)磁場中向下偏轉(zhuǎn),
通過電場加速后進入右側(cè)磁場,要使其能夠回到原點,在右側(cè)磁場中應(yīng)向上偏轉(zhuǎn),
且偏轉(zhuǎn)半徑為R或2R,粒子通過電場加速后進入右側(cè)磁場的速度:v=2v0,
設(shè)粒子在右側(cè)磁場中軌道半徑為r,磁感應(yīng)強度為B,
由牛頓第二定律得:qvB=mv2r,解得:r=2mv0qB,
已知:R=mv0qB1,粒子在右側(cè)磁場中的運動情況有兩種,如圖所示:
①當半徑r=R時,B=2mv0qR=2B1,
右側(cè)磁場的寬度應(yīng)滿足:x≥mv0qB1;
②當半徑r=2R時,B=2mv0qR=B1,
右側(cè)磁場的寬度應(yīng)滿足:x≥2mv0qB1;
答:
(1)左側(cè)磁場區(qū)域的最小寬度為mv0qB1;
(2)電場區(qū)域電場強度的大小為3mv202qd;
(3)右側(cè)磁場區(qū)域?qū)挾葢?yīng)滿足的條件為:x≥mv0qB1、或x≥2mv0qB1,磁感應(yīng)強度為:B=2B1或B=B1.
點評 本題主要考查了帶電粒子在混合場中運動的問題,要求同學們能正確分析粒子的受力情況,再通過受力情況分析粒子的運動情況,畫出運動軌跡圖,根據(jù)幾何知識及圓周運動基本公式解答,難度適中.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 形狀規(guī)則物體的重心一定在其幾何中心 | |
B. | 相互接觸的物體間一定有彈力 | |
C. | 存在摩擦力的兩物體間一定有彈力 | |
D. | 靜止的物體受到的摩擦力一定是靜摩擦力 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | A燈和B燈都變亮 | B. | A燈、B燈都變暗 | C. | A燈變亮,B燈變暗 | D. | A燈變暗,B燈變亮 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 0.6BIL,水平向右 | B. | 0.8BIL,豎直向上 | ||
C. | BIL,垂直導線向右 | D. | BIL,垂直導線向左 |
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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. | f=mgtanα | B. | f=mgsinα | C. | f=mgcosα | D. | f=\frac{mg}{sinα} |
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