题目内容

【题目】如图所示,在坐标系xOy的第一象限有沿x轴正方向的匀强电场,第二象限充满方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。有一比荷=5.0×1010C/kg的带负电粒子从a(60)沿y轴正方向射入,速度大小为va=8.0×106m/s,粒子通过y轴上的b(016)点后进入磁场。不计粒子的重力。求:

1)电场强度E的大小,粒子通过b点时速度vb的大小及方向:

2)为使粒子不再进入电场,匀强磁场磁感应强度B应满足什么条件。

【答案】(1) (2) 3B<2.0×10-3T

【解析】本题考查带电粒子在电磁组合场中的运动涉及带电粒子在有界磁场中的临界问题。

(1)在第一象限

y方向上: x方向上:

解得

粒子从a运动b,由动能定理 得:

(2)电子在磁场中:

设粒子在图中的半径为 r,由几何得

为使粒子不能进入电场,粒子在磁场中运动的半径必须大于图中的半径r

解得匀强磁场磁感应强度应满足:

练习册系列答案
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【题目】2022年冬奥会将在北京举行,届时会有许多精彩刺激的比赛,单板高山滑雪U形池就是其中之一。它的场地是长约120米,深为4.5米,宽 15米的U形滑道(两边竖直雪道与池底雪道由圆弧雪道连接组成,横截面像U字形状),整条赛道的平均坡度18°.选手在高处助滑后从U形池一侧边缘(示意图中A点)进入赛道,沿U型池滑行至另一侧竖直轨道,从B点跃起在空中做出各种抓板旋转等动作,完成动作落入轨道再滑向对侧,如此反复跃起完成难度不同的动作,直至滑出赛道完成比赛,裁判根据选手完成动作的难易和效果打分。

(1)选手出发时要先经过一段倾斜坡道助滑(如情景图),设坡度倾角为α,滑板与雪面的动摩擦因数为μ,当地的重力加速度为g,求选手沿此斜面坡道向下滑行的加速度大小。

(2)在高中物理学习中,对于复杂的运动往往采用分解的研究方法,比如对平抛运动的研究。

a.运动员沿U形池从A滑行到B的过程是一个复杂的运动,请你用分解的方法来研究这个运动,并描述你的分解结果。

b..在平昌冬奥会上,传奇名将肖恩怀特在赛道边缘跃起时以外转1440°(以身体为轴外转四周)超高难度的动作夺得该项目的冠军,为了简化以达到对特定问题的求解,此过程中他可视为质点,设每转一周最小用时0.5秒,他起跳时速度与竖直赛道在同一平面内,与竖直向上的夹角为20°,下落到与起跳点同一高度前要完成全部动作,全过程忽略空气阻力,求他起跳的最小速度为多少?

(g10m/s2 sin20°=0.34 cos20°=0.94)

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