(2006•淮安二模)如图是计算机模拟出的一种宇宙空间的情境,在此宇宙空间存在这样一个远离其他空间的区域,以MN为界,上
来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/09/27 05:36:29
(2006•淮安二模)如图是计算机模拟出的一种宇宙空间的情境,在此宇宙空间存在这样一个远离其他空间的区域,以MN为界,上部分匀强磁场的磁感强度为B1,下部分的匀强磁场的磁感强度为B2,B1=2B2=2B0,方向相同,且磁场区域足够大.在距离界线为h的P点有一宇航员处于静止状态,宇航员以平行于界线的速度抛出一质量为m、带电量-q的小球,发现球在界线处速度方向与界线成60°角,进入下部分磁场.然后当宇航员沿与界线平行的直线匀速到达目标Q点时,刚好又接住球而静止,求
(1)PQ间距离是多大?
(2)宇航员质量是多少?
(1)PQ间距离是多大?
(2)宇航员质量是多少?
(1)画出小球在磁场B1中运动的轨迹如图所示,可知
R1-h=R1cos60°,R1=2h
由qvB=
mv2
R和B1=2B2
可知R2=2R1=4h
由qv(2B0)=
mv2
R1
得v=
4qB0h
m
根据运动的对称性,PQ的距离为
l=2(R2sin60°-R1sin60°)=2
3h;
(2)粒子由P运动到Q的时间t=
T1
3+
2T2
3=
1
3
2πm
q(2B0)+
2
3
2πm
qB0=
5πm
3qB0
宇航员匀速运动的速度大小为V=
l
t=
6
3qB0h
5πm
由动量守恒定律得MV-mv=0
可求得宇航员的质量M=
10πm
3
3
答:(1)PQ间的距离为2
3
(2009•柳州模拟)如图所示,在广阔的宇宙空间存在这样一个远距其他空间的区域,以MN为界,上部分的匀强磁场的磁感应强度
(2006•湖北模拟)如图所示,在空间存在这样一个磁场区域,以MN为界,上部分的均强磁场的磁感应强度为B1,下部分的匀强
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