【題目】如圖所示，兩個(gè)圓心都在O點(diǎn)的同心圓半徑分別為r和r，兩圓之間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子經(jīng)加速電場從靜止加速后恰好從外圓邊界的P點(diǎn)沿外圓切線射入磁場區(qū)域，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好經(jīng)過內(nèi)圓的Q點(diǎn)，P、O連線垂直于Q、O連線。不計(jì)粒子的重力。求：

(1)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的速率和時(shí)間；

(2)使該粒子在磁場中做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，加速電壓的取值范圍。

【答案】(1) ，；(2) 和

【解析】

(1)帶電粒子以進(jìn)入磁場經(jīng)內(nèi)圓最高Q點(diǎn)，軌跡如圖

由幾何關(guān)系得

解得

根據(jù)牛頓第二定律可得

解得

粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)，則有

可得

(2)帶電粒子經(jīng)加速電場獲得一定動(dòng)能進(jìn)入磁場，則有

可得

使該粒子不進(jìn)入電場并在磁場中做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)分析R有三種臨界值，軌跡如圖所示

討論①根據(jù)幾何關(guān)系得

可得

②根據(jù)幾何關(guān)系得

可得

③根據(jù)幾何關(guān)系得

可得

由此可得加速電壓的取值范圍

和

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖示為t=0時(shí)刻兩列簡諧橫波的圖像（都剛好形成了一個(gè)周期的波形），兩列波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，波源分別位于x=-2m和x=12m處，兩列波的波速均為v=4m/s，波源的振幅均為A=2cm。此刻平衡位置在x=2m和x=8m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于x=5m處，關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況的下列判斷中正確的是（　　）

A.質(zhì)點(diǎn)P、Q都首先沿y軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)

B.t=0.75s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)

C.t=1s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為+4cm

D.t=1s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為-4cm

E.兩列波相遇后能干涉，且M點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)，P點(diǎn)為振動(dòng)消弱區(qū)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，實(shí)線表示某電場的電場線，過O點(diǎn)的虛線MN與電場線垂直，兩個(gè)相同的帶負(fù)電的粒子P、Q分別從A、B兩點(diǎn)以相同的初速度開始運(yùn)動(dòng)，速度方向垂直于MN，且都能從MN左側(cè)經(jīng)過O點(diǎn)．設(shè)粒子P、Q在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為a1和a2，電勢能分別為和，以過O點(diǎn)時(shí)的速度大小分別為v1和v2，到達(dá)O點(diǎn)經(jīng)過的時(shí)間分別為t1和t2．粒子的重力不計(jì)，則（）

A.B.C.D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，用輕質(zhì)活塞在汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間摩擦忽略不計(jì)，開始時(shí)活塞距離汽缸底部高度h1=0.50m，氣體的溫度t1=27℃。給汽缸緩慢加熱至t2=207℃，活塞緩慢上升到距離汽缸底某一高度h2處，此過程中缸內(nèi)氣體增加的內(nèi)能ΔU=200J。已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa，活塞橫截面積S=5.0×10－3m2。求：

(1)活塞距離汽缸底部的高度h2；

(2)此過程中缸內(nèi)氣體吸收的熱量Q。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】水平面上固定相距為d的光滑直軌道MN和PQ，在N、Q之間連接不計(jì)電阻的電感線圈L和電阻R.勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向上，在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m，電阻不計(jì)的金屬桿ab，在直導(dǎo)軌右側(cè)有兩個(gè)固定擋塊C、D，CD連線與導(dǎo)軌垂直．現(xiàn)給金屬桿ab沿軌道向右的初速度v0，當(dāng)ab即將撞上CD時(shí)速度為v，撞后速度立即變?yōu)榱愕慌c擋塊粘連．以下說法正確的是(　　)

A. ab向右做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

B. 當(dāng)ab撞上CD后，將會向左運(yùn)動(dòng)

C. ab在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中受到的最大安培力為

D. 從ab開始運(yùn)動(dòng)到撞上CD時(shí)，電阻R上產(chǎn)生的熱量小于

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一質(zhì)量為m的物體靜止在水平面上，自t=0時(shí)刻起對其施加一豎直向上的力F，力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，在物體上升過程中，空氣阻力不計(jì)，以下說法正確的是（　�。�

A. 物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

B. 時(shí)刻物體速度最大

C. 物體上升過程的最大速度為

D. 時(shí)刻物體到達(dá)最高點(diǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，PQ、MN兩軌道間距L=1 m，其中Pe、Mf段是光滑軌道且ce、df段水平，而eQ、fN段為水平粗糙軌道，同時(shí)在efhg區(qū)域存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T的勻強(qiáng)磁場，定值電阻R1=2 Ω。現(xiàn)有質(zhì)量m=1 kg、電阻R2=2 Ω的兩根相同導(dǎo)體棒ab和cd，導(dǎo)體棒cd靜止在水平軌道上，導(dǎo)體棒ab在距cd高H=0.45 m處由靜止釋放，ab棒在光滑軌道上下滑至cd 棒處與其發(fā)生彈性碰撞，兩者速度交換后導(dǎo)體棒cd進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域，在磁場中運(yùn)動(dòng)距離x=1.5m后恰好停在磁場右邊界gh處，其中導(dǎo)體棒cd與水平粗糙軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，g取10 m/s2，不計(jì)軌道電阻，求：

（1）導(dǎo)體棒cd進(jìn)入磁場區(qū)域后直至停止，定值電阻R1產(chǎn)生的熱量Q1

（2）導(dǎo)體棒cd進(jìn)入磁場區(qū)域到停止的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t

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