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如图1所示,在x轴上0到d范围内存在电场(图中未画出),x轴上各点的电场沿着x轴正方向,并且电场强度大小E随x的分布如图2所示;在x轴上d到2d范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场-高三物理
题目简介
如图1所示,在x轴上0到d范围内存在电场(图中未画出),x轴上各点的电场沿着x轴正方向,并且电场强度大小E随x的分布如图2所示;在x轴上d到2d范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场-高三物理
题目详情
如图1所示,在x轴上0到d范围内存在电场(图中未画出),x轴上各点的电场沿着x轴正方向,并且电场强度大小E随x的分布如图2所示;在x轴上d到2d范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m,电量为+q粒子沿x轴正方向以一定速度从O点进入电场,最终粒子恰从坐标为(2d,
3
3
d
)的P点离开磁场.不计粒子重力.
(1)求在x=0.5d处,粒子的加速度大小a;
(2)求粒子在磁场中的运动时间t;
(3)类比是一种常用的研究方法.对于直线运动,教科书中讲解了由v-t图象求位移的方法.请你借鉴此方法,并结合其他物理知识,求电场对粒子的冲量大小I.
题型:问答题
难度:中档
来源:不详
答案
(1)由图象,x=0.5d处,电场强度为E=0.5E0,由牛顿第二定律得:
qE=ma
解得:
a=
q
E
0
2m
.
(2)在磁场中运动轨迹如图,设半径为R,由几何关系
R
2
=
d
2
+(R-
3
3
d
)
2
解得:R=
2
3
3
d
.
设圆弧所对圆心为α,满足:sin
α=
class="stub"d
R
=
3
2
解得:
α=
class="stub"π
3
.
粒子在磁场中做圆周运动,设在磁场中运动的周期为T,粒子在磁场的运动速率为v,
圆运动半径为R,根据牛顿第二定律:
qvB=m
v
2
R
粒子运动的周期
T=
class="stub"2πR
v
=
class="stub"2πm
qB
.
所以,粒子在磁场中运动时间
t=
class="stub"α
2π
T=
class="stub"πm
3qB
.
(3)粒子在磁场中做圆周运动,由牛顿第二定律得:
qvB=m
v
2
R
,又粒子做圆周运动的半径R=
2
3
3
d
.
解得粒子在磁场中的运动速度
v=
2
3
qBd
3m
.
由图象可知,电场中电场力对粒子做功W=
class="stub"1
2
q
E
0
d
.
设粒子刚进入电场时速度为v0,根据动能定理:
W=
class="stub"1
2
m
v
2
-
class="stub"1
2
m
v
0
2
.
解得:
v
0
=
v
2
-
class="stub"2W
m
=
(
2
3
qBd
3m
)
2
-
q
E
0
d
m
.
根据动量定理:
I=mv-m
v
0
=
2
3
qBd
3
-
4
q
2
B
2
d
2
3
-q
E
0
dm
.
答:(1)在x=0.5d处,粒子的加速度大小为
q
E
0
2m
.
(2)粒子在磁场中的运动时间为
class="stub"πm
3qB
.
(3)电场对粒子的冲量大小为
2
3
qBd
3
-
4
q
2
B
2
d
2
3
-q
E
0
dm
.
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(18分)如图所示,在平面内的第一象
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如图所示的坐标平面内,在Y<0的区
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如图所示,在xOy坐标系中,y>0的范围内存在着沿y轴正方向的匀强电场;在y<0的范围内存在着垂直纸面的匀强磁场(方向未画出)。已知OA=OC=CD=DE=EF=L,OB=L。现在一群质-
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分如图所示,MN、PQ是平行金属板,板长为L,两板间距离为d,PQ板带正电,MN板带负电,在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场.一个电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度v0从-高三物理
在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m.电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的-高二物理
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如图所示,坐标系xOy位于竖直平面内,空间中有沿水平方向、垂直纸而向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x>0的空间内有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E.一带正电荷-高三物理
如图a所示,与水平方向成37°角的直线MN下方有与MN垂直向上的匀强电场,现将一重力不计、比荷qm=106c/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过π15×10-5s后,电荷以v0=1.5-高三
如图所示,I、Ⅱ是竖直平面内两个相同的半圆形光滑绝缘轨道,K为轨道最低点.轨道I处于垂直纸面向外的匀强磁场中,轨道II处于水平向右的匀强电场中.两个完全相同的带正电小球a-高三物理
(18分)真空中有如图l装置,水平放置的金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线沿竖直放置的金属板C、D的中间线,一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(初速不计、重力不计)P进入A、-高三物理
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题目简介
如图1所示,在x轴上0到d范围内存在电场(图中未画出),x轴上各点的电场沿着x轴正方向,并且电场强度大小E随x的分布如图2所示;在x轴上d到2d范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场-高三物理
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(1)求在x=0.5d处,粒子的加速度大小a;
(2)求粒子在磁场中的运动时间t;
(3)类比是一种常用的研究方法.对于直线运动,教科书中讲解了由v-t图象求位移的方法.请你借鉴此方法,并结合其他物理知识,求电场对粒子的冲量大小I.
答案
qE=ma
解得:a=
(2)在磁场中运动轨迹如图,设半径为R,由几何关系
R2=d2+(R-
解得:R=
设圆弧所对圆心为α,满足:sinα=
解得:α=
粒子在磁场中做圆周运动,设在磁场中运动的周期为T,粒子在磁场的运动速率为v,
圆运动半径为R,根据牛顿第二定律:
qvB=m
粒子运动的周期T=
所以,粒子在磁场中运动时间t=
(3)粒子在磁场中做圆周运动,由牛顿第二定律得:
qvB=m
解得粒子在磁场中的运动速度v=
由图象可知,电场中电场力对粒子做功W=
设粒子刚进入电场时速度为v0,根据动能定理:W=
解得:v0=
根据动量定理:I=mv-mv0=
答:(1)在x=0.5d处,粒子的加速度大小为
(2)粒子在磁场中的运动时间为
(3)电场对粒子的冲量大小为