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在某一真空空间内建立xOy坐标系,在坐标系y轴右侧加有如图(b)所示的匀强磁场,取方向向外为正, 后该空间不存在磁场.在t=0时刻,从原点O处向第一象限发射一比荷为的带正电粒子(重力不计),速度大小v...
题目内容:
在某一真空空间内建立xOy坐标系,在坐标系y轴右侧加有如图(b)所示的匀强磁场,取方向向外为正, 后该空间不存在磁场.在t=0时刻,从原点O处向第一象限发射一比荷为的带正电粒子(重力不计),速度大小v0=103 m/s、方向与x轴正方向成30°角,设P点为粒子从O点飞出后第2次经过x轴的位置.则
(1)OP间的距离为多大;
(2)如果将磁场撤去,在y轴右侧加上平行于纸面,垂直于入射速度方向且斜向下的匀强电场,粒子仍从O点以与原来相同的速度v0射入,粒子也经过P点,求电场强度的大小(保留整数).
【答案】(1)OP=0.6m (2)E=222 N/C
【解析】试题分析:粒子先做匀速圆周运动,在时刻偏转方向改变;后不存在磁场则粒子做匀速直线运动,画出轨迹结合几何知识求再次经过x轴的坐标,得到OP间的距离;如果换做匀强电场,粒子做平抛运动,根据平抛运动公式列式求解即可.
(1)粒子在磁场中运动的轨迹半径
周期
磁场变化的半周期为
运动轨迹如图所示,由几何关系知
且O1O2平行于x轴,DE垂直于x轴.
中,
则
(2)当加上电场时,粒子做类平抛运动,经过P点时,粒子沿速度v0方向的位移
粒子在垂直于速度v0方向的位移
根据类平抛运动的特点
根据牛顿第二定律有
联立得E=222 N/C
【点睛】本题第一问关键是结合牛顿第二定律求解轨道半径和周期,然后画出运动轨迹,结合几何关系求解;第二问是平抛运动,根据平抛位移公式列式求解即可。
【题型】解答题
【结束】
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下列说法正确的是________
A.晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
B.空气相对湿度大,就是空气中水蒸气含量高
C.若非理想气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功,则气体分子的平均动能一定减小
D.空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量等于向室外放出的热量
E.空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力
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