【題目】如圖所示，在屏蔽裝置底部中心位置O點放一醫(yī)用放射源，可通過細縫沿扇形區(qū)域向外輻射速率為v的帶電粒子．已知屏蔽裝置寬AB為d，縫長AD為2d，粒子的質量m，電荷量為+q．若在屏蔽裝置右側條形區(qū)域內加一勻強磁場來隔離輻射，磁感應強度B，方向垂直于紙面向里，整個裝置放于真空環(huán)境中．

(1)若所有的粒子均不能從條形磁場隔離區(qū)的右側穿出，則磁場的寬度D至少是多少？

(2)若條形磁場的寬度D＝，則射出屏蔽裝置的粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間各是多少？

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)根據(jù)

得:

如圖甲所示，根據(jù)幾何關系可得，這些粒子在磁場中運動的最寬處寬度為

所以

(2)根據(jù)：

得：

如圖乙所示，根據(jù)幾何關系可得，粒子在磁場中運動的時間最短時，弦長最短即為磁場寬度，分析可得此時圓心角

所以

當時間最長時，弧長最長，此時軌跡與右側邊界相切，由幾何關系可得此時圓心角

所以

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】來自太陽和其他星體的宇宙射線中含有大量高能帶電粒子，但地磁場（如圖）的存在可以改變這些帶電粒子的運動方向，且使其中的大部分不能到達地面，從而對地球上的生命起到了很好的保護作用。關于地磁場和上述高能帶電粒子的運動（不考慮地磁偏角的影響），下列說法正確的是

A. 地磁場是勻強磁場

B. 地磁場的北極在地理北極附近

C. 若粒子帶正電，且沿地球赤道平面射向地心，則由于地磁場的作用將向東偏轉

D. 若粒子帶正電，且沿地球赤道平面射向地心，則由于地磁場的作用將向西偏轉

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一額定電壓為2.8V、額定功率0.56W的小燈泡，現(xiàn)要用伏安法描繪這個小燈泡的伏安特性曲線．有下列器材可供選用

A．電壓表（量程0~3V，內阻約6kΩ）

B．電壓表（量程0~6V，內阻約20kΩ）

C．電流表（量程0-0.6A，內阻約0.5Ω）

D．電流表（量程0~200mA，內阻約20Ω）

E．滑動變阻器（最大電阻10Ω，允許最大電流2A）

F．滑動變阻器（最大電阻200Ω，允許最大電流150mA）

G．三節(jié)干電池（電動勢約為4.5V）

H．電鍵、導線若干

(1)為提高實驗的精確程度，電壓表應選用_______；電流表應選用_______；滑動變阻器應選用_______．（以上均填器材前的序號）

(2)通過實驗描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，某同學將一電源（電動勢E=2V，內阻r=5Ω）與此小燈泡直接連接時，小燈泡的實際功率是_______ W．（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，用輕質彈簧將籃球拴在升降機底板上，此時彈簧豎直，籃球恰好與光滑的側壁和光滑的傾斜天花板接觸，在籃球與側壁之間裝有壓力傳感器，當升降機沿豎直方向運動時，壓力傳感器的示數(shù)逐漸增 大，某同學對此現(xiàn)象給出了下列分析與判斷，其中可能正確的是

A. 升降機正在勻加速上升

B. 升降機正在勻減速上升

C. 升降機正在加速下降，且加速度越來越大

D. 升降機正在減速下降，且加速度越來越大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(多選)如圖所示,小車板面上有一質量為m=8 kg的物塊被一根水平方向上拉伸了的彈簧拉住靜止在小車上,這時彈簧的彈力為6 N.現(xiàn)沿水平向左的方向對小車施加作用力,使小車運動的加速度由零逐漸增大到1 m/s2,此后以1 m/s2的加速度向左做勻加速直線運動.在此過程中 (　　)

A. 物塊做勻加速直線運動的過程中不受摩擦力作用

B. 物塊受到的摩擦力先減小后增大,最后保持不變

C. 某時刻物塊受到的摩擦力為零

D. 某時刻彈簧對物塊的作用力為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一汽車在直線公路段上以54km/h的速度勻速行駛，突然發(fā)現(xiàn)在其正前方14m處有一輛自行車以5m/s的速度同向勻速行駛。經(jīng)過0.4s的反應時間后，司機開始剎車，則：

（1）為了避免相撞，汽車的加速度大小至少為多少？

（2）若汽車剎車時的加速度只為4m/s2，在汽車開始剎車的同時自行車開始以一定的加速度勻加速，則自行車的加速度至少為多大才能保證兩車不相撞？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表，下列說法正確的是

A. 當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，R1消耗的功率變大

B. 當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電壓表V示數(shù)變大

C. 當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電流表A1示數(shù)變大

D. 若閉合開關S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩條相距l的光滑平行金屬導軌位于同一水平面（紙面）內，其左端接一阻值為R的電阻；一與導軌垂直的金屬棒置于兩導軌上；在電阻、導軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場，磁感應強度大小B1隨時間t的變化關系為，式中k為常量；在金屬棒右側還有一勻強磁場區(qū)域，區(qū)域左邊界MN（虛線）與導軌垂直，磁場的磁感應強度大小為B0，方向也垂直于紙面向里。某時刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運動，在t0時刻恰好以速度v0越過MN，此后向右做勻速運動。金屬棒與導軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不計。求

（1）在t=0到t=t0時間間隔內，流過電阻的電荷量的絕對值；

（2）在時刻t（t>t0）穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,水平導軌間距為L=0.5m,導軌電阻忽略不計；導體棒ab的質量m=1kg,電阻R0=0.9Ω,與導軌接觸良好；電源電動勢E=10V,內阻r=0.1Ω,電阻R=4Ω；外加勻強磁場的磁感應強度B=5T,方向垂直于ab,與導軌平面成角；ab與導軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.5（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）,定滑輪摩擦不計,線對ab的拉力為水平方向,重力加速度g=10m/s2,ab處于靜止狀態(tài)已知=0.8，=0.6求：

（1）通過ab的電流大小和方向．

（2）ab受到的安培力大小和方向．

（3）重物重力G的取值范圍．

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