如图所示，在空间建立坐标系xOy,大圆半径R1=0.5m,圆心在y轴上的O1点，小圆是半径R2=0.3m的半圆，圆心在O点，两圆所围成的区域存在一有界匀强磁场（磁场边界对带电粒子的运动无影响），方向垂直纸面向外。小圆内存在径向电场，圆心与边界间的电压恒为U=800V，在磁场右侧垂直x轴放置一长L=0.1m的金属板，板上边缘对应y轴坐标为0.9m。圆心O处的粒子源可以在纸面内沿电场方向均匀发射质量m=8×10-27kg、q=+8×10-19C的粒子（粒子初速度可以忽略），粒子数量为n=1×1021个/秒，经电场加速后进入磁场的粒子轨迹圆的圆心都在以O为圆心，R=0.5m的圆上。从y轴右侧磁场射出的粒子速度方向均水平向右，垂直击中板后被完全吸收，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）带电粒子进入磁场时的速度大小v0；
（2）带电粒子在磁场中运动的轨迹半径r和匀强磁场的磁感应强度大小B；
（3）带电粒子对金属板的平均作用力F的大小。（保留两位有效数字）
【答案】（1）带电粒子进入磁场时的速度大小v0为4×105m/s；
（2）带电粒子在磁场中运动的轨迹半径r为0.4m，匀强磁场的磁感应强度大小B为0.01T；
（3）带电粒子对金属板的平均作用力F的大小为0.66N。
（2）带电粒子在磁场中运动的轨迹半径r为0.4m，匀强磁场的磁感应强度大小B为0.01T；
（3）带电粒子对金属板的平均作用力F的大小为0.66N。
【解答】
【点评】
声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。
发布：2024/6/27 10:35:59组卷：94引用：1难度：0.5
相似题
-
1．一个质量为m=1kg的小球从h=5m的高处自由下落到沙坑中，小球由静止下落到陷至沙坑最低点经历的时间t=1.1s,取g=10m/s2，则沙子对小球平均作用力的大小为（ ）
发布：2024/10/16 2:0:2组卷：61引用：1难度：0.5 -
2．构建物理模型是一种研究物理问题的科学思维方法。每一个模型的建立都有一定的条件和使用范围，要根据实际情况加以运用。
（1）如图所示，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动。滑块A的质量为M，速度大小为v1，方向水平向右；滑块B的质量为m,速度大小为v2，方向水平向左。滑块A、B相碰后粘在一起向右运动。已知滑块A、B碰撞过程中的相互作用时间t。求：
a.碰后滑块A、B的共同速度v共的大小
b.碰撞过程中A、B之间的平均作用力的大小F1
（2）鸟撞飞机是威胁航空安全的重要因素之一。假设飞机和鸟沿水平方向迎面相撞，碰后粘在一起。已知飞机的质量约为M′=5×104kg,飞机的速度约v2′=500m/s。若鸟可视为圆柱体，质量约为m′=0.5kg,身长约为l=0.25m。
a.请建立合理的运动模型，估算鸟与飞机的撞击时间Δt；
b.请估算撞击过程中鸟与飞机之间的平均作用力的大小。F2发布：2024/11/3 8:0:2组卷：65引用：1难度：0.4 -
3．反冲运动在现实生活中有广泛应用。
（1）喷气式飞机和火箭的飞行应用了 的原理，它们靠 的反冲作用而获得巨大的速度。
（2）下列属于反冲现象的是 。
①园林的喷灌装置能够一边喷水一边旋转
②用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退
③用力向后蹬地，人向前运动
④章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动
A．①②③
B．①②④
C．②③④
D．①③④
（3）关于系统动量守恒的说法正确的是 。
①只要系统所受外力的矢量和为零，系统动量就守恒
②只要系统内有摩擦力，动量就不可能守恒
③系统所受合外力不为零，其动量一定不守恒，但有可能在某一方向上守恒
④系统如果合外力的冲量远小于内力的冲量时，系统可近似认为动量守恒
A．①②③
B．①②④
C．①③④
D．②③④
（4）一火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v=1000m/s,设火箭质量M=300kg,发动机每秒喷气20次。
①当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？
②运动第1s末，火箭的速度多大？
（5）“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。如图所示，他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平衡着陆。假设万户及所携设备[火箭（含燃料）椅子、风筝等]总质量为M，点燃火箭后在极短的时间t内，质量为m的炽热燃气以相对地面v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g,
①极短时间t内喷出的气体对火箭的平均作用力多大；（作用力远大于喷出气体的重力）
②在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为多少；
③喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为多少；
④试说明在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能是否守恒。发布：2024/10/25 17:0:1组卷：80引用：3难度：0.6
