题目内容
【题目】(18分)如图所示,在真空中,半径为R的虚线所围的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场。有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子,以速率V0从圆周上的P点沿垂直于半径OOl并指向圆心O的方向进入磁场,从圆周上的O1点飞出磁场后沿两板的中心线O1O2射入平行金属板M和N, O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上。板间存在匀强电场,两板间的电压为U,两板间距为d。不计粒子所受重力。求:
(1)磁场的磁感应强度B的大小;
(2)粒子在磁场中运动的时间;
(3)粒子在两平行板间运动过程中的最大速度与板长L的关系。
【答案】(1)(2) (3)当;当;
【解析】
试题分析:(1) 粒子在磁场中做匀速圆周运动,设圆周运动的半径为r,由牛顿第二定律
(2分)
由几何关系知 (1分)
所以 (1分)
(2)由公式 (1分)
在磁场中运动时间为四分之一个周期(1分)
(3)粒子在平行板间做类平抛运动,则
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
联立解得:(1分)
当,即时,粒子打在板上(1分)
这种情况下粒子在板间的最大速度v1
由动能定理得; (1分)
得: (1分)
当,即时,粒子从两板间飞出电场(1分)
粒子在板间的最大速度v2
这种情况下由动能定理得; (1分)
最大速度 /span>(1分)
练习册系列答案
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【题目】如图,把弹簧测力计的一端固定的墙上,用力F水平向左拉金属板,金属板向左运动,此时测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出),则物块P与金属板间的滑动摩擦力的大小是 N.方向为 . 弹簧测力计测得物块P重13N,根据表中给出的动摩擦因数,可推算出物块P的材料为 .
材料 | 动摩擦因数 |
金属﹣金属 | 0.25 |
橡胶﹣金属 | 0.30 |
木头﹣金属 | 0.20 |
皮革﹣金属 | 0.28 |