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        1. 精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

          【題目】如圖所示,在邊長為的正方形區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度大小為。在正方形對角線上有一點,距離均為,在點有一個能連續(xù)發(fā)射正離子的裝置,且所有正離子的質量均為、電荷量均為。不計離子重力及離子間相互作用力。

          1)若由點水平向右射出一正離子,恰好從點射出,求該離子的速度大小及在磁場中運動的時間;

          2)若由點連續(xù)不斷地向紙面內各方向發(fā)射速率均為的正離子,求在邊有離子射出的區(qū)域長度。

          【答案】1 , 2

          【解析】

          根據題圖可知,考查了帶電粒子在勻強磁場中的運動,根據帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,確定粒子的運動軌跡,找出幾何關系進行求解;

          1)畫出離子的運動軌跡,確定圓心和半徑,根據洛倫茲力提供向心力進行求解;

          2)發(fā)射速率不變,即圓周運動的運動半徑不變,分析找出臨界狀態(tài)的粒子即可確定射出的區(qū)域長度。

          1)離子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動,其運動軌跡如圖:

          由圖知:

          洛倫茲力提供向心力:

          解得:,

          運動周期:

          離子運動時間:

          2)當時,設離子在磁場中做圓周運動的半徑為

          則由

          可得:

          要使離子從射出,則其必不能從射出,其臨界狀態(tài)是離子軌跡與邊相切,設切

          點與點距離為,其軌跡如圖甲所示,

          由幾何關系得:

          計算可得,

          設此時邊射出點與點的距離為,則由幾何關系有:

          解得

          (說明:若直接由軌跡圖形的對稱性得也可。)

          而當離子軌跡與邊相切時,離子必將從邊射出,設此時切點與點距離為,其軌跡如圖乙所示,由幾何關系可得,

          解得,

          故離子在邊射出的區(qū)域長度

          練習冊系列答案
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          A. 四個等勢面的電勢關系滿足

          B. 粒子從A點運動到B點的過程中,速度大小不變

          C. 粒子從A點運動到B點的過程中,動能先減少后增大

          D. 粒子從A點運動到B點的過程中,電勢能減小

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          A. L0B. 2L0C. L0D. 2L0

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          1)勻強電場的電場強度大;

          2)電子從出發(fā)到打在感光膠片上的總時間。

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          1)若粒子恰好從d點射出磁場,求粒子從a點運動到d點的時間;

          2)若粒子恰好從c點射出磁場,求粒子運動速度的大小。

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          A. 物塊從PB過程克服摩擦力做的功為mg(R+h)

          B. 物塊從AB過程重力的平均功率為

          C. 物塊在B點時對槽底的壓力大小為

          D. 物塊到B點時重力的瞬時功率為mg

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          (2)根據兩次測得的數據分析可知,根據圖線___________(“A”“B”)求得的電動勢更準確,其電動勢的值為E=___________V

          (3)若該同學通過實驗測出電流表的內阻為RA=1Ω,則利用圖線___________(“A”“B”)測得的電源的內阻更準確,由此求得電源的內阻為r=___________Ω。

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          A. 接通時A1先達最亮,斷開時A1后滅

          B. 接通時A2先達最亮,斷開時A1后滅

          C. 接通時A1先達最亮,斷開時A1先滅

          D. 接通時A2先達最亮,斷開時A2先滅

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