题目
题型:不详难度:来源:
(1)该带电粒子离开区域Ⅰ时的速度;
(2)该带电粒子离开区域Ⅱ时的速度;
(3)为使该带电粒子还能回到区域Ⅰ的上边缘,区域Ⅲ的宽度d3应满足的条件;
(4)该带电粒子第一次回到区域Ⅰ的上边缘时离开A点的距离。
答案
(3) d3>10cm (4)d=40+10π—10=57.26cm
解析
(1)由E1qd1=得,
带电粒子离开区域Ⅰ时的速度, 方向沿y轴正向。
(2)带电粒子在区域Ⅱ内运动时,只受洛仑兹力,且不做功,所以带电粒子离开区域Ⅱ时的速度大小仍为
方向:由图中几何关系可知:,又由得:
联立代入数据得:,,即
所以带电粒子离开区域Ⅱ时的速度方向与x轴正向夹45°。
(3)如果将带电粒子离开区域Ⅱ也即进入区域Ⅲ时的速度分解成和,
则有===,
所以,方向沿y轴反向,方向沿x轴正向,
又因为,方向沿y轴正向,即与抵消。
所以带电粒子在区域Ⅲ中运动可视为沿x轴正向的速度为的匀速直线运动和以速率为以及对应洛沦兹力作为向心力的匀速圆周运动的叠加。轨迹如图所示。
圆周运动半径为=10cm, 周期T==
所以只要带电粒子运动到轨迹最低点C时不出区域Ⅲ,就可回到区域Ⅰ的上边缘。
所以区域Ⅲ的宽度应满足d3>h
由上面的运动分析可知,带电粒子到最低点,圆周运动刚好转过,
所以h==0.1m=10cm所以d3>10cm
(4)根据运动的对称性可知,带电粒子回到区域Ⅰ的上边缘的B点,距A点的距离为:
d=2[(1—cosθ)++·]代入数据得:
d=40+10π—10=57.26cm
核心考点
试题【如图所示为某种新型分离设备内部电、磁场分布情况图。自上而下分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域。区域Ⅰ宽度为d1,分布有沿纸面向下的匀强电场E1;区域Ⅱ宽度为d2,分布有垂直】;主要考察你对粒子在复合场中运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标;
(2)带电微粒在磁场区域运动的总时间;
(3)带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标。
A.回形针平衡时受到磁体对它的磁力和绳的拉力作用,两力 合力的方向向上偏右 |
B.回形针平衡时受到磁体对它的磁力和绳的拉力作用,两力 合力的方向向上偏左 |
C.现用点燃的火柴对回形针加热,细绳与竖直方向的夹角减 小,原因是回形针加热后,分子电流排列无序了 |
D.现用点燃的火柴对回形针加热,细绳与竖直方向的夹角为减小,原因是回形针加 |
A.2∶1,25V | B.2∶1,20V |
C.3∶2,15V | D.1∶2,20V |
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