题目
题型:不详难度:来源:
(1)求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d.
(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件.
(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在t=3T0时刻再次到达S2,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小.
答案
解析
试题分析:(1)粒子由S1至S2的过程,根据动能定理得qU0=mv2①· (1分)
由①式得v=② (1分)
由牛顿第二定律得q=ma③ (1分)
由运动学公式得d=a④ (1分)
联立③④式得d=⑤ (1分)
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R: qvB=m⑥ (1分)
要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞,须满足2R>⑦ (1分)
联立②⑥⑦式得B<⑧ (1分)
(3)设粒子在两边界之间无场区向左匀速运动时间为t1: d=vt1得t1=⑩ (1分)
若粒子再次到达S2时速度恰好为零,粒子回到极板间应做匀减速运动,设匀减速运动的时间为t2,根据运动学公式得d=t2⑪得t2=⑫ (1分)
设粒子在磁场中运动的时间为:t=3T0--t1-t2⑬得t=⑭ (1分)
设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T=⑮· (1分)
可知T=t⑯ (1分)
联立⑭⑮⑯式得B=⑰· (1分)
点评:本题考查了带电粒子在组合场中的运动,过程复杂,是一道难题,分析清楚粒子的运动过程,作出粒子的运动轨迹,是正确解题的关键.
核心考点
试题【如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔S1、S2,两】;主要考察你对静电现象等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)UC的大小为多少;
(2)求U0为何值时,才能使通过与间断的时间之比Δt1∶Δt2=2∶1.
A.若电子是在t=0时刻进入的,它将做简谐运动,永远也不能到达A板
B.若电子是在t=T/8时刻进入的,它将时而向A板运动,时而向B板运动,有可能从B板的小孔飞出
C.若电子是在t=T/4时刻进入的,它将做简谐运动,永远也不能到达A板
D.若电子是在t=3T/8时刻进入的,它将时而向A板运动,时而向B板运动,最终一定能打到A板上
(1)粒子位移的大小和方向;
(2)粒子沿初始电场反方向运动的时间。
A.t=T时,电子回到原出发点 |
B.电子始终向一个方向运动 |
C.t=时,电子将有最大速度 |
D.t=时,电子的位移最大 |
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