如圖甲所示，現(xiàn)有一機(jī)械裝置，裝置O右端固定有一水平光滑絕緣桿，裝置可以帶動(dòng)桿上下平行移動(dòng)，桿上套有兩個(gè)小球a、b,質(zhì)量ma=1kg,mb=3kg,a球帶電量q=+2C，b球不帶電。初始時(shí)a球在桿的最左端，且a、b球相距L0=0.08m?，F(xiàn)讓裝置O帶動(dòng)桿以v0=2m/s向下勻速運(yùn)動(dòng)，并且加上一垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知小球和桿始終在磁場(chǎng)中，球發(fā)生的碰撞均為彈性碰撞，且碰撞過(guò)程中電荷量不發(fā)生轉(zhuǎn)移。（g取10m/s2）
（1）求小球a、b第一次發(fā)生碰撞后沿桿方向的速度分別是多少？
（2）若已知在桿的最右端恰好發(fā)生第9次碰撞，則桿的長(zhǎng)度是多少？
（3）如圖乙所示，若將該裝置固定不動(dòng)，長(zhǎng)方形ABCD內(nèi)有交變勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖丙規(guī)律變化，取垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向，圖中AB=3AD=3L，L=2m,B0=1T，在長(zhǎng)方形區(qū)域再加一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，E=30V/m,給a一個(gè)向右瞬時(shí)沖量I，a、b發(fā)生彈性碰撞且電荷量平分，b在t=0時(shí)從A點(diǎn)沿AB方向進(jìn)入磁場(chǎng)，最終到達(dá)C點(diǎn)，則沖量I多大？
AB
=
3
AD
=
3
L
【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)；動(dòng)量定理的內(nèi)容和應(yīng)用；動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問(wèn)題．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：77引用：4難度：0.6
相似題
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1．如圖，半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)垂直圓所在的平面。一帶電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從圓周上a點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng)，從b點(diǎn)折射出來(lái)，若α=60°，則帶電粒子射入磁場(chǎng)的速度大小為（ ?。?/h2>發(fā)布：2025/1/6 0:30:5組卷：272引用：2難度：0.6 -
2．如圖所示，三角形ABC內(nèi)有垂直于三角形平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，∠CAB=30°，∠B=90°，D是AB邊的中點(diǎn)?，F(xiàn)在DB段上向磁場(chǎng)內(nèi)射入速度大小相同、方向平行于BC的同種粒子（不考慮粒子間的相互作用和粒子重力），若從D點(diǎn)射入的粒子恰好能垂直AC邊射出磁場(chǎng)，則AC邊上有粒子射出的區(qū)域長(zhǎng)度為（ ）發(fā)布：2025/1/3 0:30:3組卷：300引用：1難度：0.5 -
3．如圖1所示，在xOy坐標(biāo)系中，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱，極板長(zhǎng)度和板間距均為l,緊靠極板的右邊緣的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域由ΔAB0和矩形0BCD構(gòu)成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里，D、A位于y軸上。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右接連發(fā)射質(zhì)量為m,電荷量為+q、速度相同的帶電粒子，現(xiàn)在0～3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖2所示的電壓，已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的粒子，在t0時(shí)刻射入磁場(chǎng)時(shí)，恰好不會(huì)從磁場(chǎng)邊界射出磁場(chǎng)區(qū)域且圓心在x軸上，上述l、m、q、t0為已知量，U0=
，不考慮P、Q兩板電壓的變化對(duì)磁場(chǎng)的影響，也不考慮粒子的重力及粒子間的相互影響，求：ml2qt02
（1）t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及磁場(chǎng)區(qū)域的面積；
（3）t=t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
發(fā)布：2024/12/30 0:0:1組卷：79引用：2難度：0.7