【題目】如圖甲所示，兩金屬板M、N水平放置組成平行板電容器，在M板中央開(kāi)有小孔O,再將兩個(gè)相同的 絕緣彈性擋板P、Q對(duì)稱地放置在M板上方，且與M板夾角均為60°，兩擋板的下端在小孔O左右兩側(cè)。現(xiàn)在電容器兩板間加電壓大小為U的直流電壓，在M板上方加上如圖乙所示的、垂直紙面的交變磁場(chǎng)，以方向垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正值，其值為B0，磁感應(yīng)強(qiáng)度為負(fù)值時(shí)大小為Bx，但Bx未知�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q、不計(jì)重力的帶電粒子，從N金屬板中央A點(diǎn)由靜止釋放，t=0時(shí)刻，粒子剛好從小孔O進(jìn)入上方磁場(chǎng)中，在t1時(shí)刻粒子第一次撞到左擋板P上，緊接著在t1+t2時(shí)刻粒子撞到了右擋板Q上，然后粒子又從O點(diǎn)豎直向下返回平行金屬板間，接著再返回磁場(chǎng)做前面所述的運(yùn)動(dòng)。粒子與擋板碰撞前后電量不變，沿板面的分速度不變，垂直于板面的分速度大小不變、方向相反，不計(jì)碰撞的時(shí)間及磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的感應(yīng)影響。求：

(1)粒子第一次到達(dá)擋板P時(shí)的速度大小。

(2)圖乙中磁感應(yīng)強(qiáng)度Bx的大小。

(3)兩金屬板M和N之間的距離d。

【答案】（1）（2）2B0（3） ，n=0,1,2,3,…

【解析】（1）粒子從N板到M板過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，根據(jù)動(dòng)能定理有

Uq＝mv20．

解得粒子第一次到達(dá)O點(diǎn)時(shí)的速率

（2）粒子進(jìn)入上方后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由

得粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 ， 使其在整個(gè)裝置中做周期性的往返運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，

由圖易知：r0=2rx 圖中Bx=2B0

（3）在0～t1時(shí)間內(nèi)，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期

在t1～（t1+t2）時(shí)間內(nèi)，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期

由軌跡圖可知 ，

粒子在金屬板M和N間往返時(shí)間為t，有

且滿足：t=t2+n（t1+t2），n=0,1,2,3,…

聯(lián)立可得金屬板M和N間的距離： ，n=0,1,2,3,…

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，正方形線框abcd的邊長(zhǎng)為l，向右通過(guò)寬為L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且l＜L，則在線框進(jìn)入過(guò)程中穿過(guò)線框的磁通量變化情況是________，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)磁通量變化起__________作用，線框中感應(yīng)電流方向是______；在線框移出磁場(chǎng)的過(guò)程中穿過(guò)線框的磁通量變化情況是________，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)磁通量變化起________作用，線框中感應(yīng)電流方向是__________．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L。M、P兩點(diǎn)間接有阻值R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直斜面向下。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好。

（1）在加速下滑過(guò)程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大��；

（2）求在下滑過(guò)程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的實(shí)物電路連接如圖1所示。

(1)畫出與圖1對(duì)應(yīng)的電路圖________________。

(2)在圖2的－R坐標(biāo)系中標(biāo)出了該同學(xué)所測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)作出這些數(shù)據(jù)點(diǎn)的擬合直線，并讀得該直線的截距為____A－1，求得其斜率為____V－1。

(3)求得電源的電動(dòng)勢(shì)是________V，內(nèi)阻是________Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，甲為沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波動(dòng)圖像，乙圖為參與波動(dòng)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像，則下列判斷正確的是

A. 該波的傳播速率為4cm/s

B. 該波的傳播方向沿x軸正方向

C. 經(jīng)過(guò)1.5s的時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)P的路程是1.2m

D. 該波在傳播過(guò)程中若遇到3m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】奧地利維也納理工大學(xué)的一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)成功在兩個(gè)單光子之間建立起強(qiáng)大的相互作用，據(jù)科學(xué)家介紹：兩個(gè)相互作用的光子同時(shí)到達(dá)時(shí)顯示出與單個(gè)光子完全不同的行為，該項(xiàng)成果朝著輕拍校驗(yàn)量子通道或建立光學(xué)邏輯門發(fā)送信息邁出了重要一步。我們通過(guò)學(xué)習(xí)也了解了光子的初步知識(shí)，下列有關(guān)光子的現(xiàn)象以及相關(guān)說(shuō)法正確的是( )

A. 大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性

B. 如果利用紫光照射某種金屬可以發(fā)生光電效應(yīng)，改用紅光一定不能發(fā)生光電效應(yīng)

C. 一個(gè)處于n=3能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)最多可以釋放3種不同頻率的光子

D. 在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子之間發(fā)生碰撞時(shí)，將一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，所以光子散射后波長(zhǎng)變長(zhǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】真空中相距為3a的兩個(gè)點(diǎn)電荷M、N，分別固定于x軸上，x1=0和x2=3a的兩點(diǎn)上，在它們連線上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的關(guān)系如圖所示，下列判斷正確的是

A. 點(diǎn)電荷M、N一定為異種電荷

B. 在x軸上，的區(qū)域內(nèi)，有一點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零

C. 點(diǎn)電荷M、N所帶電荷量的絕對(duì)值之比為2:1

D. 若設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)能零點(diǎn)，則x=2a處的電勢(shì)一定為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】水平傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為，現(xiàn)將一小工件輕輕地放在傳送帶上，它將在傳送帶上滑動(dòng)一段位移后，才達(dá)到，且與傳送帶相對(duì)靜止．設(shè)小工件的質(zhì)量為，它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在與皮帶相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中（ ）

A. 工件是變加速運(yùn)動(dòng)

B. 滑動(dòng)摩擦力對(duì)工件做功

C. 工件相對(duì)傳送帶的位移大小為

D. 工件與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，由粗細(xì)相同的導(dǎo)線制成的正方形線框邊長(zhǎng)為，每條邊的電阻均為，其中邊材料的密度較大，其質(zhì)量為，其余各邊的質(zhì)量均可忽略不計(jì)．線框可繞與邊重合的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力及摩擦．若線框從水平位置由靜止釋放，經(jīng)歷時(shí)間到達(dá)豎直位置，此時(shí)邊的速度為，若線框始終處在方向豎直向下、磁感強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，重力加速度為．求：

（）線框在豎直位置時(shí)， 邊兩端的電壓及其所受安培力的大�。�

（）這一過(guò)程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值．

（）在這一過(guò)程中，通過(guò)線框?qū)Ь�橫截面的電荷量．

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