题目内容

在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示.第二象限内有一水平向右的匀强电场,第一象限内有竖直向上的匀强电场,场强,该区域同时存在按如图乙所示规律变化的磁场,磁场方向垂直纸面(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向).某种发射装置(图中没有画出)竖直向上发射出一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子(可视为质点),该粒子以v0的速度从-x上的A点进入第二象限,并从+y上的C点沿水平方向进入第一象限.已知OA=OC=L, CD=L.

(1)试证明粒子在C点的速度大小也为v0;

(2)若在时刻粒子由C点进入第一象限,且恰能通过同一水平线上的D点,速度方向仍然水平,求由C到达D的时间(时间用 表示);

(3)若调整磁场变化周期,让粒子在时刻由C点进入第一象限,且恰能通过E点,求交变磁场磁感应强度B0应满足的条件.

 

【答案】

(1)见解析(2) 或 (3)

【解析】

试题分析:(1)竖直方向,                                   (2分)

水平方向                                        (2分)

电场强度                                            (1分)

(2)因为,所以带电的粒子在第一象限将做速度也为匀速圆周运动, 使粒子从C点运动到同一水平线D点,如图所示,则有:      (2分)

 

由于CD=L,OC="L," 即,         (2分)

因此,由C到达D的时间或         (2分)

(3)设粒子运动圆轨道半径为R,则

                    (2分)

使粒子从C点运动到E点,如图所示,

,              (3分)

交变磁场磁感应强度B0应满足的关系,         (2分)

考点:考查了带电粒子在复合场中的运动

点评:此题的综合性较强,难度较大,需要对粒子在各个过程中受力清楚,结合相应的规律分析解题

 

练习册系列答案
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(18分)(1)(4分)在如图甲所示的实验中,A、B两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向上___________。 某同学设计了如图乙的实验:将两个相同的轨道固定在同一竖直平面内,最下端水平,其中轨道2与光滑水平轨道平滑相接.现把两个质量相等的小钢球,从倾斜轨道的相同位置由静止同时释放,则他将观察到的现象是:在水平轨道上球1击中球2,这说明平抛运动在水平方向上____             _。

(2)(10分)若用图3所示的平抛仪来做研究平抛运动的实验,该实验所需器材包括:附带金属小球的斜槽,木板及竖直固定支架,白纸,图钉,          ,三角板,重锤,铅笔等。

实验简要步骤如下:

 

A.让小球多次从___位置上由静止滚下,记下小球运动的一系列位置.

B.安装好器材,注意__________,记下轨道末端O点和过O点的竖直线.

C.测出曲线上某点的坐标x、y,用v=__    __。算出该点的瞬时速度.

D.取下白纸,以O为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹.

上述实验步骤的合理顺序是__________。

(3)(4分)在“研究平抛物体的运动”的实验中,记录了下图所示的一段轨迹ABC.已知物体是由原点O水平抛出的,C点的坐标为(60,45),则平抛物体的初速度为v0=___________m/s,物体经过B点时下落的高度为hB=___________m.(取g=10 m/s2)

 

 

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