练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图甲所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，场强E=
    π
    10
    ×104N/C．现将一重力不计、比荷
    q
    m
    =106C/kg的正电荷从电场中的O点由静止释放，经过t0=1×10-5s后，通过MN上的P点进入其上方的匀强磁场．磁场方向垂直于纸面向外，以电荷第一次通过MN时开始计时，磁感应强度按图乙所示规律周期性变化．
    （1）求电荷进入磁场时的速度v0；
    （2）求图乙中t=2×10-5s时刻电荷与P点的距离；
    （3）如果在P点右方d=105cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间．
    （1）电荷在电场中做匀加速直线运动，设其在电场中运动的时间为t1，有：
    v0=at0 Eq=ma
    解得：v0=
    qE
    m
    ?t0=
    q
    m
    ?Et0=106×
    π
    10
    ×104×1×10-5m/s    =π×104m/s；
    （2）当磁场垂直纸面向外B1=
    π
    20
    T时，电荷运动的半径：r1=
    mv0
    qB1

    代入数据得：r1=0.2m
    周期T1=
    2πm
    qB1

    代入数据得：T1=4×10-5s
    当磁场B2=
    π
    10
    时，电荷运动的半径：r2=
    mv0
    qB2

    代入数据得：r2=0.1m
    周期T2=
    2πm
    qB2

    代入数据得：T2=2×10-5s
    故电荷从t=0时刻开始做周期性运动，其运动轨迹如图1所示．

    t=2×10-5s时刻电荷先沿大圆轨迹运动四分之一周期，然后再沿小圆弧运动半个周期，与P点的水平距离：△d=r1=0.2m；
    （3）电荷从第一次通过MN开始，其运动的周期为：T=6×10-5 s，每一个周期内沿PN的方向运动的距离为0.4=40cm，故电荷到达挡板前运动的完整的周期数为2个，沿PN方向运动的距离为80cm，最后25cm的距离如图2所示，设正电荷以α角撞击到挡板上，有：
    r1+r2cosα=0.25m
    代入数据解得：cosα=0.5，即α=60°
    故电荷运动的总时间：t总=t0+2T+
    1
    4
    T1+
    30°
    360°
    ?T2
    代入数据解得：t总=1.42×10-5s
    答：（1）电荷进入磁场时的速度为π×104m/s．（2）t=2×10-5s时刻电荷与P点的水平距离为20cm．（3）电荷从O点出发运动到挡板所需的时间为1.42×10-4s．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    如图所示，正方形区域ABCD内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，三个完全相同的带电粒子a、b、c分别以大小不同的初速度va、vb、vc从A点沿图示方向射入该磁场区域，经磁场偏转后粒子a、b、c分别从BC边中点、CD边中点、AD边中点射出．若ta、tb、tc分别表示粒子a、b、c在磁场中的运动时间．则以下判断正确的是（　　）
    A．va＜vb＜vcB．vc＜vb＜vaC．ta＜tb＜tcD．ta=tb＜tc

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    如图，在半径为R的圆内，有一磁感应强度为B的向外的匀强磁场，一质量为m，电量为q的粒子（不计重力），从A点对着圆心方向垂直射入磁场，从C点飞出，则（　　）
    A．粒子的轨道半径为R
    B．粒子的轨道半径为
    		3
    R
    C．粒子在磁场中运动的时间为
    2πm
    3Bq
    D．粒子在磁场中运动的时间为
    πm
    3Bq

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，在y轴的右方有一匀强磁场，磁感强度为B，方向垂直纸面向外．在x轴的下方，有一匀强电场，场强为E，方向平行x轴向左．有一绝缘板放置有y轴处，且与纸面垂直．现在一质量为m，带电量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速，然后以垂直于绝缘板的方向从A处直线穿过绝缘板，而后从x轴的K处以与x车正向夹角为60°的方向进入电场和磁场迭加的区域，最后到达y轴上的C点．已知OD长为L，不计粒于重力，粒子穿过绝缘板后电量不变，求：
    （1）粒子经过绝缘板时损失的动能；
    （2）粒子到达C点时的速度大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    如图所示，宽h=2cm的有界匀强磁场的纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内，现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r=5cm，则（　　）
    A．右边界：-4cm＜y＜4cm有粒子射出
    B．右边界：y＞4cm和y＜-4cm有粒子射出
    C．左边界：y＞8cm有粒子射出
    D．左边界：0＜y＜8cm有粒子射出

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    两个带电粒子M和N，经小孔S垂直进入同一匀强磁场，运行的平面轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（　　）
    A．M带负电，N带正电
    B．M的速率一定大于N的速率
    C．M的质量一定大于N的质量
    D．M的运行时间可能等于N的运行时间

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    a、b、c三束粒子沿纸面向上射人垂直于纸面向内的匀强磁场中，偏转轨迹如图所示，关于粒子带电性质，下列判断正确的是（　　）
    A．a带负电荷B．a带正电荷C．b带正电荷D．c带正电荷

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    在某匀强磁场中，有两个电子以不同的速率在做匀速圆周运动．它们受到的洛伦兹力方向______跟速度方向垂直（选填“一定”或“不一定”）；它们受到的洛伦兹力大小一定______，做圆周运动的半径一定______，周期一定______（以上三空选填“相等”或“不相等”）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，在x轴上方有垂直于纸面的匀强磁场，同一种带电粒子从O点射入磁场．当入射方向与x轴正方向夹角α=45°时，速度为V1，V2的两个粒子分别从a．b两点射出磁场．当α为60°时，为了使速度为V3的粒子从a，b的中点c射出磁场，则速度V3应为（　　）
    A．
    1
    2
    （V1+V2）    		B．
    		2
    2
    （V1+V2）    		C．
    		3
    3
    （V1+V2）    		D．
    		6
    6
    （V1+V2）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案