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如图甲所示,在0≤x≤d的区域内有垂直纸面的磁场,在x<0的区域内有沿y轴正方向...

如图甲所示,在0≤xd的区域内有垂直纸面的磁场,在x<0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场(图中未画出)一质子从点P(-,)处以速度v0沿x轴正方向运动t=0时,恰从坐标原点O进入匀强磁场磁场按图乙所示规律变化,以垂直于纸面向外为正方向。已知质子的质量为m,电荷量为e,重力不计。

⑴求质子刚进入磁场时的速度大小和方向;

⑵若质子在0~时间内从y轴飞出磁场,求磁感应强度B的最小值;

⑶若质子从点M(d0)处离开磁场且离开磁场时的速度方向与进入磁场时相同,求磁感应强度B0的大小及磁场变化周期T

 

⑴ ⑵ ⑶(n=1、2、3……) 【解析】(1)质子在电场中作类平抛运动,时间为t,刚进磁场时速度方向与x正半轴的夹角为,有, , 解得 (2)质子在磁场中运动轨迹与磁场右边界相切时半径最大,B最小 由几何关系知,解得 根据牛顿第二定律 有 解得 (3)分析可知,要想满足题目要求,则质子在磁场变化的半个周期内的偏转角为60°,在此过程中质子沿x轴方向上的位移恰好等于它在磁场中做圆周的半径R.欲使质子从M点离开磁场,且速度符合要求,必有: 质子做圆周运动的轨道半径: 解得(n=1、2、3……) 设质子在磁场做圆周运动的周期为T0,则有, 解得: (n=1、2、3……) 【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时,洛伦兹力充当向心力,从而得出半径公式,周期公式,运动时间公式,知道粒子在磁场中运动半径和速度有关,运动周期和速度无关,画轨迹,定圆心,找半径,结合几何知识分析解题,  
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如图所示为某车间传送装置的简化示意图,由水平传送带、粗糙斜面、轻质弹簧及力传感器组成。传送带通过一段光滑圆弧与斜面顶端相切,且保持v0=4m/s的恒定速率运行,AB之间距离为L=8m,斜面倾角θ=37°,弹簧劲度系数k=200N/m,弹性势能Ep,式中x为弹簧的形变量,弹簧处于自然状态时上端到斜面顶端的距离为d=3.2m。现将一质量为4kg的工件轻放在传送带A端,工件与传送带、斜面间的动摩擦因数均为0.5,不计其它阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。求:

工件传到B端经历的时间;

传感器的示数最大值;

工件经多次缓冲后停在斜面上,传感器的示数为20N,工件在斜面上通过的总路程。(结果保留三位有效数字)

 

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如图甲所示,质量为M的“”形金属框架MNPQ放在倾角为的绝缘斜面上,框架MNPQ部分的电阻不计,相距为L,上端NP部分的电阻为R。一根光滑金属棒ab在平行于斜面的力(图中未画出)的作用下,静止在距离框架上端NPL的位置。整个装置处于垂直斜面向下的匀强磁场中,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,其中B0t0均为已知量。已知ab棒的质量为m,电阻为R,长为L,与框架接触良好并始终相对斜面静止,t0时刻框架也静止,框架与斜面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:

t0时刻,流过ab棒的电流大小和方向;

⑵0~t0时间内,通过ab棒的电荷量及ab棒产生的热量;

⑶框架MNPQ什么时候开始运动?

 

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如图所示,光滑的水平面上,小球A以速率v0撞向正前方的静止小球B,碰后两球沿同一方向运动,且小球B的速率是A的4倍,已知小球AB的质量别为2mm

①求碰撞后A球的速率;

②判断该碰撞是否为弹性碰撞。

 

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如图所示的光电管实验中,当用波长3.0×10-7m的光照射在阴极K上时,电流表有示数。调节滑动变阻器,当电压表读数为3.0V时,电流表读数恰好为零;改用波长为1.5×10-7m的光照射在阴极K上时,调节滑动变阻器,当电压表读数为7.1V时,电流表读数也恰好为零。由此可得普朗克常量为__J·s,该阴极的逸出功为__J。已知电子电量为1.6×10-19C,光速c为3×108m/s,结果保留两位有效数字。

 

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下列说法中,正确的是   

A. 一个原子核在一次衰变过程中可同时放出α、β、γ三种射线

B. 结合能是核子结合成原子核而释放的能量

C. 铀的裂变反应方程中,X=3

D. 若质子、电子具有相同的动能,则它们的物质波波长相等

 

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