分析 (1)对于平行板加速过程,运用动能定理求解带电粒子进入磁场时的速度大小.
(2)不能按原路返回,因为粒子进入第3个磁场下的电场后,向下减速至速度为零,然后反向加速至速度的大小为v,进入磁场后,根据左手定则判断知,带电粒子受到的洛伦兹力方向向右,粒子向右偏转.
(3)画出粒子的运动轨迹,由几何知识求出轨迹半径,再由牛顿第二定律求磁感应强度B.
(4)该带电粒子在四个磁场中做匀速圆周运动,如图乙所示,由几何关系知其半径等于R.再由牛顿第二定律求v′.
解答 解:(1)在加速电场中,根据动能定理有:
qU0=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
解得:v=$\sqrt{\frac{2q{U}_{0}}{m}}$
(2)不能按原路返回,因为粒子进入第3个磁场下的电场后,向下减速至速度为零,然后反向加速至速度的大小为v,但进入磁场后,根据左手定则可知,带电粒子受到的洛伦兹力方向向右,粒子向右偏,故不能按原路返回.
(3)设带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r,如图甲所示,则根据几何关系可得:
R=rtan22.5°=0.4r
解得:r=2.5R
根据洛伦兹力提供向心力得:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$
解得:B=$\frac{2}{5R}$$\sqrt{\frac{2m{U}_{0}}{q}}$
(4)该带电粒子在四个磁场中做匀速圆周运动,如图乙所示,由几何关系知其半径只能是R.
根据洛伦兹力提供向心力得:qv′B=m$\frac{v{′}^{2}}{r}$
解得:v′=$\frac{2}{5}$$\sqrt{\frac{2q{U}_{0}}{m}}$
答:(1)带电粒子进入磁场时的速度大小为$\sqrt{\frac{2q{U}_{0}}{m}}$.
(2)带电粒子不能按原路返回,理由见上.
(3)匀强磁场的磁感应强度B为$\frac{2}{5R}$$\sqrt{\frac{2m{U}_{0}}{q}}$.
(4)该粒子的速度大小v′为$\frac{2}{5}$$\sqrt{\frac{2q{U}_{0}}{m}}$.
点评 解决本题的关键要画出带电粒子在磁场中的运动轨迹,要会确定半径、定圆心,运用几何知识求轨迹的半径.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 合运动的速度不一定比分运动的速度大 | |
B. | 两个匀速直线运动的合运动也一定是匀速直线运动 | |
C. | 只要两个分运动是直线运动,那么合运动也一定是直线运动 | |
D. | 合运动的方向就是物体实际运动的方向 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | a点与b点线速度大小相等 | B. | a点与c点角速度大小相等 | ||
C. | b点与c点角速度大小相等 | D. | a、b、c三点,加速度最小的是a点 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 该行星的密度 | B. | 该行星的自转周期 | ||
C. | 该星球的第一宇宙速度 | D. | 绕太阳运行的行星的最小周期 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 用此玻璃砖做实验,画出的折射光线c和相应的入射角α不再平行,因此对实验结果产生系统误差 | |
B. | 用此玻璃砖做实验,画出的折射光线c和相应的入射角α不再平行,但不会因此对实验结果产生影响 | |
C. | 射出光纤c相对于入射光线a有顺时针方向的微小偏转 | |
D. | 射出光纤c相对于入射光线a有逆时针方向的微小偏转 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 重力势能减小了0.9mgh | B. | 动能增大了0.9mgh | ||
C. | 动能增大了0.1mgh | D. | 机械能损失了0.1mgh |
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