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如圖所示,為一不計重力的帶正電q、質量為m的粒子,從A點進入某正交的隨時間變化的電場和磁場并存的區域后的運動軌跡ABCDA.圖中AB、CD為直線,長均為πR,BC和弧AD為半圓弧,半徑均為R.已知電場度恒指向上,大小未知,磁感應強度大小恒為B,方向垂直紙面,向里向外未知.試以向上為電場強度的正方向,向里為磁感應強度的正方向,分別畫出電場強度和磁感應強度在一周內隨時間變化的圖線.要求:圖中所標數值均應通過計算加以說明.精英家教網
分析:帶電粒子在電場與磁場復合場中做直線運動,則電場力與磁場力相平衡;而帶電粒子做勻速圓周運動,則只受到洛倫茲力作用.
解答:精英家教網解:粒子從A→B的過程中作勻速直線運動,電場力方向向上,所以洛倫茲力應向下,磁感應強度應垂直紙面向外,
且Eq=qvB.
粒子從B→C的過程中作勻速圓周運動,電場力等于零,粒子受洛倫茲力作用下作勻速圓周運動.
則有  qvB=m
v2
R

T=
2πR
v
=
2πm
Bq

所以,粒子做勻速圓周運動的速度v=
BqR
m
,時間t=
πm
Bq

粒子從A→B的過程中作勻速直線運動的時間t=
πR
v
=
πm
Bq

電場強度E=Bv=
B2qR
m

同理,粒子從C→D的過程中作勻速直線運動,粒子從D→A的過程中作勻速圓周運動.整個過程的周期為4t=
4πm
Bq
,電場強度的最大值為
B2qR
m
.圖線如圖所示.
點評:由左手定則來確定洛倫茲力方向,但值得注意的:帶電粒子若是正電,則大拇指是洛倫茲力的方向;若是負電,則大拇指所指方向的反方向是洛倫茲力的方向.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,有一質量不計的桿AO,長為R,可繞A自由轉動.用繩在O點懸掛一個重為G的物體,另一根繩一端系在O點,另一端系在圓弧形墻壁上的C點.當點C由圖示位置逐漸向上沿圓弧CB移動過程中(保持OA與地面夾角θ不變),OC繩所受拉力的大小變化情況是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,有一金屬棒cd重為G,長為L,電阻為R,用質量不計的導線將其兩端焊接,并在ab兩點將它懸掛起來,接在電壓為E的電源上.當加一個與abcd平面平行的均勻磁場時,平面abcd偏過豎直方向θ角,金屬棒恰好處于平衡狀態,求:
(1)此時棒受到的磁場力為多大?方向如何?
(2)磁場的磁感應強度為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

在城市道路改造工程中,常在路邊安放排污管用于排污.某工地上正在用起重機起吊排污管,如圖所示,已知排污管重1.8×104N,長2m,厚度可忽略不計.一繩索穿過排污管,繩索能承受的最大拉力為1.5×104N.為使起重機能吊起排污管,那么你準備的這根繩索最短長度為(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

A.(選修3-3模塊)
(1)以下說法中正確的是
 

A.被活塞封閉在空缸中的一定質量的理想氣體,若體積不變,壓強增大,則氣缸在單位面積上,單位時間內受到的分子碰撞次數增加
B.布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規則運動的反映
C.分子間距增大,分子勢能就一定增大
D.用力拉鐵棒的兩端,鐵棒沒有斷,這是分子間存在吸引力的宏觀表現
(2)如圖所示,氣缸內封閉一定質量的某種理想氣體,活塞通過滑輪和一重物連接并保持平衡,已知活塞距缸口0.2m,活塞面積10cm2,大氣壓強1.0×105Pa,物重50N,活塞質量及一切摩擦不計,緩慢升高環境溫度,使活塞剛好升到缸口,封閉氣體吸收了60J的熱量,則封閉氣體的壓強將
 
(選填“增加”、“減小”或“不變”),氣體內能變化量為
 
J.精英家教網
(3)一滴體積為V的油酸,配制成體積比為1:k的油酸溶液(k>1),現取一滴體積仍為V的油酸溶液在滴在水面上,在水面上形成面積為S的單分子油膜,已知油酸的密度為ρ,摩爾質量為M.請據此推算阿伏伽德羅常數的表達式.
B.(選修3-4模塊
(1)下列說法中正確的有
 

A.不管光源與觀察者是否存在相對運動,觀察者觀察到的光速是不變的
B.水面上的油膜呈現彩色是光的干涉現象
C.日落時分,拍攝水面下的景物,在照相機鏡頭前裝上偏振光片可以使像更清晰
D.聲源向靜止的觀察者運動,觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率
(2)如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,已知波的傳播速度v=1m/s,則0.5m處質點在1s時的位移為
 
cm,x=1m處的質點做簡諧運動的表達式y=
 
cm.精英家教網
(3)直角玻璃三棱鏡的截面如圖所示,一條光線從AB面入射,ab為其折射光線,圖中a=60°.已知這種玻璃的折射率n=
2
試求:
①ab光線在AC面上有無折射光線?(要有論證過程)
②ab光線經AC面反射后,再經BC面折射后的光線與BC面的夾角.
C.(選修模塊3-5)
(1)下列說法正確的是
 

A.康普頓效應進一步證實了光的波動特性
B.為了解釋黑體輻射規律,普朗克提出電磁輻射的能量的量子化
C.經典物理學不能解釋原子的穩定性和原子光譜的分立特征
D.天然放射性元素的半衰期與環境的溫度有關
(2)
234
90
Th
是不穩定的,能自發地發生衰變.
①完成
234
90
Th
衰變反應方程
234
90
Th
234
91
Pa
 

234
90
Th
衰變為
222
86
Rn
,共經過
 
次a衰變,
 
次β衰變.
(3)氫原子的能級如圖所示,有一群處于n=4能級的氫原子.如果原子n=2向n=1躍遷所發生的光正好使某種金屬材料產生光電效應,則:
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①這群氫原子發出的光譜中共有幾條譜線能使該金屬產生光電效應?
②從能級n=4向n=1發出的光照射該金屬材料,所產生的光電子的最大初動能為多少?

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科目:高中物理 來源:2012-2013學年江蘇省如東縣高三12月四考物理試卷(解析版) 題型:選擇題

在城市道路改造工程中,常在路邊安放排污管用于排污。某工地上正在用起重機起吊排污管,如圖所示,已知排污管重1.8×104N,長2m,厚度可忽略不計。一繩索穿過排污管,繩索能承受的最大拉力為1.5×104N.為使起重機能吊起排污管,那么你準備的這根繩索最短長度為(    )

A.2.5m      B. 4.5m      C.8m     D.10m

 

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同步練習冊答案
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