【題目】aa'、bb'、cc'為足夠長的勻強磁場分界線，aa'、bb'兩分界線間距均為d，磁場方向如圖所示，I、II區(qū)磁場感應(yīng)強度分別為B和2B，邊界aa'上有一粒子源P，平行于紙面向各個方向發(fā)射速率為的帶正電粒子，Q為邊界bb'上一點，PQ連線與磁場邊界垂直，已知粒子質(zhì)量m，電荷量為q，不計粒子重力和粒子間相互作用力，求：

（1）沿PQ連線進入磁場的粒子不能從邊界cc'射出，則bb'、cc'兩分界線間距至少多大？

（2）粒子第一次通過邊界bb'的位置范圍長度多大？

【答案】（1）1.5d；（2）。

【解析】

（1）由洛倫茲力等于向心力得：

把v=代入得

粒子恰好不能從cc＇射出時，軌跡與cc＇相切，設(shè)bb＇、cc＇兩分界線間距為d＇，設(shè)粒子經(jīng)過磁場Ⅰ時，速度方向偏轉(zhuǎn)了θ，如圖所示：

由幾何關(guān)系得：

解得

bb'、cc'兩分界線間距：

（2）當帶正電粒子速度豎直向上進入磁場Ⅰ，距離Q點上方最遠。如圖所示，

由幾何關(guān)系得：

α1=60°

QH1=2dsinα1=d

當帶正電粒子進入磁場Ⅰ后速度與bb＇相切時，距離Q點下方最遠。如圖所示，

由幾何關(guān)系得：

QH2=2dsinα2=d

粒子通過的范圍長度為2d。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了驗證動量守恒定律。圖所示的氣墊導軌上放著兩個滑塊，滑塊A的質(zhì)量為500g，滑塊B的質(zhì)量為200g。每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器的頻率均為50Hz。調(diào)節(jié)設(shè)備使氣墊導軌正常工作后，連通兩個打點計時器的電源，并讓兩個滑塊以不同的速度相向運動，碰撞后粘在一起繼續(xù)運動。圖乙為紙帶上選取的計數(shù)點，每兩個計數(shù)點之間還有四個點沒有畫出。

（1）判斷氣墊導軌是否處于水平，下列措施可行的是________(填字母代號)。

A．將某個滑塊輕放在氣墊導軌上，看滑塊是否靜止

B．讓兩個滑塊相向運動，看是否在軌道的中點位置碰撞

C．給某個滑塊一個初速度，看滑塊是否做勻速直線運動

D．測量氣墊導軌的兩個支架是否一樣高

（2）根據(jù)圖乙提供的紙帶，計算碰撞前兩滑塊的總動量大小p=________kg·m/s；碰撞后兩滑塊的總動量大小為p′=________kg·m/s。多次實驗，若碰撞前后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動量守恒定律得到驗證。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿上的兩點，點比點低，晾衣繩粗糙，懸掛衣服的衣架鉤在晾衣繩中點和在桿中間位置時都不滑動。衣架靜止，下列說法正確的是（　　）

A.衣架鉤在晾衣繩中點時，左右兩邊繩子拉力大小相等

B.衣架鉤在晾衣繩中點時，右邊繩子拉力小于左邊繩子拉力

C.衣架鉤在桿中間位置時，左右兩邊繩子拉力大小相等

D.衣架鉤在桿中間位置時，右邊繩子拉力大于左邊繩子拉力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是（ ）

A.組成原子核的核子越多，原子核的結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定

B.核反應(yīng)方程，X為，該反應(yīng)為α衰變

C.陰極射線可以在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，表明其本質(zhì)是一種帶電粒子流

D.用紫光照射某金屬板能產(chǎn)生光電子，則用紅光照射該金屬板也一定能產(chǎn)生光電子

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B和C又回到狀態(tài)A。其壓強P隨體積V變化的圖線如圖所示，其中A到B為絕熱過程，C到A為等溫過程。則下列說法正確的是__________。

A.A狀態(tài)速率大的分子比例較B狀態(tài)多

B.A→B過程，氣體分子平均動能增大

C.B→C過程，氣體對外做功

D.B→C過程，氣體放熱

E.C狀態(tài)單位時間內(nèi)碰撞容器壁單位面積的分子數(shù)比A狀態(tài)少

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一端封閉的細玻璃管總長度為L=75cm，豎直倒插在水銀槽中，管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，氣體溫度27℃時管內(nèi)氣柱的長度為48cm，此時管內(nèi)外水銀面相平。若將玻璃管沿豎直方向緩慢拉出水銀槽，此過程中管內(nèi)氣體溫度保持不變。取大氣壓強P0=75cmHg。求：

(1)玻璃管離開水銀槽后管內(nèi)氣柱的壓強；

(2)將玻璃管拉離水銀槽后，再將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)動180°到管口豎直向上放置，之后緩慢加熱氣體，直到水銀上端面剛好到達管口，轉(zhuǎn)動過程中無氣體漏出，求此時氣體的溫度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，當閉合開關(guān)S后，若將滑動變阻器的滑片P向下調(diào)節(jié)，則正確的是

A.電壓表和電流表的示數(shù)都增大B.燈L2變暗，電流表的示數(shù)減小

C.燈L1變亮，電壓表的示數(shù)減小D.燈L2變亮，電容器的帶電量增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩根間距為L＝0.5m的平行光滑金屬導軌間接有電動勢E＝3V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，導軌平面與水平面間的夾角θ＝37°．金屬桿ab垂直導軌放置，質(zhì)量m＝0.2kg。導軌與金屬桿接觸良好且金屬桿與導軌電阻均不計，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中。當R0＝1Ω時，金屬桿ab剛好處于靜止狀態(tài)，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

（1）求磁感應(yīng)強度B的大�。�

（2）若保持B的大小不變而將方向改為垂直于斜面向上，求金屬桿的加速度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中有一固定金屬線框PMNQ，線框平面與磁感線垂直，線框?qū)挾葹?/span>L。導體棒CD垂直放置在線框上，并以垂直于棒的速度v向右勻速運動，運動過程中導體棒與金屬線框保持良好接觸。

（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，推導MNCDM回路中的感應(yīng)電動勢E = BLv；

（2）已知B = 0.2 T，L = 0.4 m，v = 5 m/s，導體棒接入電路中的有效電阻R = 0.5 Ω，金屬線框電阻不計，求：

i．勻強磁場對導體棒的安培力大小和方向；

ii．回路中的電功率。

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