匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF.一电子从CD边界外侧以速率v0垂直射入匀强磁场,入射方向与CD边界间夹角为θ.已知电子的质量为m,电荷量为

匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF.一电子从CD边界外侧以速率v0垂直射入匀强磁场,入射方向与CD边界间夹角为θ.已知电子的质量为m,电荷量为

题型:不详难度:来源:
匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF.一电子从CD边界外侧以速率v0垂直射入匀强磁场,入射方向与CD边界间夹角为θ.已知电子的质量为m,电荷量为e,为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求电子的速率v0至少多大?若θ角可取任意值,半径的最小值是多少?魔方格
答案

魔方格
如图所示.电子恰好从EF边射出时,由几何知识可得:
r+rcosθ=d…①
 由牛顿第二定律:Bev0=m
v20
r
     
得:r=
mv0
Be
…②
由①②得:v0=
Bed
m(1+cosθ)
…③
故电子要射出磁场,速率至少应为 
Bed
m(1+cosθ)
    
由③式可知,θ=0°时,v0=
Bed
2m
最小,
由②式知此时半径最小,rmin=
d
2

也可由轨迹分析得出上述结论.
答:为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求电子的速率v0至少为 
Bed
m(1+cosθ)
;若θ角可取任意值,v0的最小值是
d
2
举一反三
图甲所示为一根竖直悬挂的不可伸长的细绳,下端拴一小物块A,上端固定在C点且与一能测量绳的拉力传感器相连.已知有一质量为m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内(未穿透),接着两者一起绕C点在竖直平面内做圆周运动,在各种阻力都忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力
F随时间t的变化关系如图乙所示.已知子弹射入的时间极短,且图乙中
t=0为A、B开始以相同速度运动的时刻,根据力学规律和题中(包括图)提供的信息,试求A的质量?魔方格
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AB是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,在下端B与水平直轨平滑相切,如图10所示.一小木块自A点起由静止开始沿轨道下滑,最后停在C点.已知圆轨道半径为R,小木块的质量为m,小木块运动到B点时的速度为v1,水平直轨道的动摩擦因数为μ.(小木块可视为质点)求:
(1)小木块经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时,所受轨道支持力NB、NC各是多大?
(2)B、C两点之间的距离x是多大?魔方格
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如图所示,一根长为L的轻质细线,一端固定于O点,另一端拴有一质量为m的小球,可在竖直的平面内绕O点摆动,现拉紧细线使小球位于与O点在同一竖直面内的A位置,细线与水平方向成30°角,从静止释放该小球,当小球运动至悬点正下方C位置时的速度是(  )
A.


5gL
2
B.


5gL
2
C.


3gL
D.


3gL
2
魔方格
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如图所示,在空间中有一坐标系oxy,其第一象限中充满着两个方向不同的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ.直线OP是它们的边界.区域Ⅰ中的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向内,区域Ⅱ中的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,边界上的P点坐标为(3L,3L).一质量为m,电荷量为+q的粒子从P点平行于y轴正方向以速度v0=
2BqL
m
射入区域Ⅰ,经区域Ⅰ偏转后进入区域Ⅱ(忽略粒子重力),求:
(1)粒子在Ⅰ和Ⅱ两磁场中做圆周运动的半径之比;
(2)粒子在磁场中运动的总时间及离开磁场的位置坐标.魔方格
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2009年3月1日16时13分10秒,中国自主研制的第一个月球探测器(嫦娥一号)成功实现“受控撞月”,为我国探月一期工程画上圆满的句号.
(1)设探测器的质量为m,月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,“受控撞月”开始前探测器在离月球表面高为h的圆形环月轨道上正常运行.求它在此轨道上正常运行的线速度大小;
(2)假设此次进行“受控撞月”开始的过程按图甲所示进行,探测器在A点向前短时间喷气,减速后的探测器做向心运动沿曲线到达月球表面附近的B点.设探测器到达B点时速度大小为vB,从A到B的空间范围内的重力加速度大小都近似等于月球表面的重力加速度,喷出的气体相对于月球表面的速度大小为u,求喷出气体的质量;
(3)为了增加撞击效果,撞击前要利用剩余的燃料对探测器进行加速,图乙所示为探测器到达B点时速度方向的示意图,为了使探测器能够沿此方向做加速直线运动,请在图乙中用由坐标原点O出发的有向线段表示出可能的一种发动机喷气方向.魔方格
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