跪求,2011高考新课标物理25题(2)问详解
25题25.(19分)如图,在区域I(0≤x≤d)和区域II(d≤x≤2d)内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,方向相反,且都垂直于Oxy平面。一质量为m、...
25题25.(19分)
如图,在区域I(0≤x≤d)和区域II(d≤x≤2d)内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,方向相反,且都垂直于Oxy平面。一质量为m、带电荷量q(q>0)的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I,其速度方向沿x轴正向。已知a在离开区域I时,速度方向与x轴正方向的夹角为30°;因此,另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域I,其速度大小是a的1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求
(1)粒子a射入区域I时速度的大小;
(2)当a离开区域II时,a、b两粒子的y坐标之差。 展开
如图,在区域I(0≤x≤d)和区域II(d≤x≤2d)内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,方向相反,且都垂直于Oxy平面。一质量为m、带电荷量q(q>0)的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I,其速度方向沿x轴正向。已知a在离开区域I时,速度方向与x轴正方向的夹角为30°;因此,另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域I,其速度大小是a的1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求
(1)粒子a射入区域I时速度的大小;
(2)当a离开区域II时,a、b两粒子的y坐标之差。 展开
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解析:(1)设粒子a、b在I区中轨迹半径为R1,R2,
由几何知识得: ①
粒子a在Ⅰ中做圆周运动则:
②
由①②得:
(2)粒子b在I区中轨迹半径为,R2= 只在在I区中运动
设粒子a在I区中转过圆心角 ,此过程粒子a相对P点纵坐标减小了距离为 进入Ⅱ区中半径变为
故转过圆心角 粒子a粒子a位置与刚离开I区时等高
粒子运行时间为:
而粒子b只在I区中运动,在这段时间内转过圆心角为
粒子b相对点P纵坐标减小了距离为:
a、b两粒子的y坐标之差: :
解析:(1)设粒子a、b在I区中轨迹半径为R1,R2,
由几何知识得: ①
粒子a在Ⅰ中做圆周运动则:
②
由①②得:
(2)粒子b在I区中轨迹半径为,R2= 只在在I区中运动
设粒子a在I区中转过圆心角 ,此过程粒子a相对P点纵坐标减小了距离为 进入Ⅱ区中半径变为
故转过圆心角 粒子a粒子a位置与刚离开I区时等高
粒子运行时间为:
而粒子b只在I区中运动,在这段时间内转过圆心角为
粒子b相对点P纵坐标减小了距离为:
a、b两粒子的y坐标之差:
由几何知识得: ①
粒子a在Ⅰ中做圆周运动则:
②
由①②得:
(2)粒子b在I区中轨迹半径为,R2= 只在在I区中运动
设粒子a在I区中转过圆心角 ,此过程粒子a相对P点纵坐标减小了距离为 进入Ⅱ区中半径变为
故转过圆心角 粒子a粒子a位置与刚离开I区时等高
粒子运行时间为:
而粒子b只在I区中运动,在这段时间内转过圆心角为
粒子b相对点P纵坐标减小了距离为:
a、b两粒子的y坐标之差: :
解析:(1)设粒子a、b在I区中轨迹半径为R1,R2,
由几何知识得: ①
粒子a在Ⅰ中做圆周运动则:
②
由①②得:
(2)粒子b在I区中轨迹半径为,R2= 只在在I区中运动
设粒子a在I区中转过圆心角 ,此过程粒子a相对P点纵坐标减小了距离为 进入Ⅱ区中半径变为
故转过圆心角 粒子a粒子a位置与刚离开I区时等高
粒子运行时间为:
而粒子b只在I区中运动,在这段时间内转过圆心角为
粒子b相对点P纵坐标减小了距离为:
a、b两粒子的y坐标之差:
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