【題目】如圖所示,兩塊平行金屬極板MN水平放置,板長L1m,間距dm,在平行金屬板右側(cè)依次存在ABCFGH兩個全等的正三角形區(qū)域,正三角形ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場B1,三角形的上頂點A與上金屬板M平齊,BC邊與金屬板平行,AB邊的中點P恰好在下金屬板N的右端點;正三角形FGH內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場B2,已知AF、G處于同一水平線上,B、C、H也處于同一直線上,AF兩點距離為m.現(xiàn)從平行金屬極板MN左端沿中心軸線方向入射一個重力不計的帶電粒子,由P點垂直AB邊進入磁場,磁感應(yīng)強度,粒子質(zhì)量m3×1010kg,帶電量q=+1×104C,初速度v01×105m/s.求:

1)兩金屬板間電壓UMN?

2)粒子從飛入電場到剛要進入磁場區(qū)域B2經(jīng)過的時間

3)接第(2)問,若要使帶電粒子由FH邊界進入FGH區(qū)域并能再次回到FH界面,求B2至少應(yīng)為多大?

【答案】(1)UMN=104V (2) (3)

【解析】

(1)設(shè)帶電粒子在電場中做類平拋運動的時間為t,加速度為a,

豎直方向的速度為

因為粒子垂直AB邊進入磁場,設(shè)速度v與水平方向夾角θ=30°,則

聯(lián)立上式得UMN=104V

(2)粒子射入磁場時速度為:

帶電粒子出電場時豎直方向的偏轉(zhuǎn)的位移

粒子在磁場ABC區(qū)域內(nèi)做圓周運動的半徑為

由幾何關(guān)系可知粒子在磁場中以A點為圓心做圓周運動,垂直AC邊穿出磁場區(qū)域

在磁場B1內(nèi)運動時間

穿出磁場后做勻速直線運動,根據(jù)幾何關(guān)系

則粒子從飛入電場到剛要進入磁場區(qū)域B2經(jīng)過的時間

(3)分析知當(dāng)軌跡與邊界GH相切時,對應(yīng)磁感應(yīng)強度B2最大,運動軌跡如圖所示:

由幾何關(guān)系得:

故半徑

所以B2應(yīng)滿足的條件為大于。

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】在做“研究平拋物體的運動”實驗時:

(1)下列措施中能減小實驗誤差的措施為_______

A.斜槽軌道末端切線必須水平 B.斜槽軌道必須光滑

C.每次要平衡摩擦力 D.小球每次應(yīng)從斜槽同一位置靜止釋放

(2)圖中每個小方格的邊長為10cm,則由圖可求得拍攝時每________s 曝光一次,該小球運動的初速度大小為________m/s,拍攝“2”點時小球的豎直分速度大小為_________m/s,拍攝“2”點時小球的速度大小為______m/s。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個帶正電的微粒,從A點射入水平方向的勻強電場中,微粒沿直線AB運動,如圖,AB與電場線夾角θ=30°,已知帶電微粒的質(zhì)量m=1.0×10-7kg,電量q=1.0×10-10C,AB相距L=20cm。(取g=10m/s2,結(jié)果保留二位有效數(shù)字)求:

1)說明微粒在電場中運動的性質(zhì),要求說明理由。

2)電場強度的大小和方向?

3)要使微粒從A點運動到B點,微粒射入電場時的最小速度是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在做研究平拋運動的實驗時,通過描點法畫出小球平拋運動的軌跡,并求出平拋運動的初速度,實驗裝置如圖甲所示.

(1)實驗時將固定有斜槽的木板放在實驗桌上,實驗前要檢查木板是否水平,請簡述你的檢查方法_______________.

(2)關(guān)于這個實驗,以下說法中正確的是________

A.小球釋放的初始位置越高越好

B.每次小球要從同一高度由靜止釋放

C.實驗前要用重垂線檢查坐標(biāo)紙上的豎線是否豎直

D.小球的平拋運動要靠近木板但不接觸

(3)在做研究平拋運動的實驗時,坐標(biāo)紙應(yīng)當(dāng)固定在豎直的木板上,圖中坐標(biāo)紙的固定情況與斜槽末端的關(guān)系正確的是____

(4)某同學(xué)在描繪平拋運動軌跡時,得到的部分軌跡曲線如圖乙所示.在曲線上取AB、C三個點,測量得到A、B、C三點間豎直距離h110.20 cmh220.20 cm,A、BC三點間水平距離x1x2x12.40 cm,g10 m/s2,則物體平拋運動的初速度v0的計算式為____________(用字母h1h2x、g表示),代入數(shù)據(jù)得其大小為____________m/s.

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【題目】如圖,在豎直平面內(nèi),一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PAA點相切。BC為圓弧軌道的直徑。O為圓心,OAOB之間的夾角為α,sinα=,一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運動,經(jīng)A點沿圓弧軌道通過C點,落至水平軌道;在整個過程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還一直受到一水平恒力的作用,已知小球在C點所受合力的方向指向圓心,且此時小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱。重力加速度大小?/span>g。求:

(1)水平恒力的大小和小球到達C點時速度的大。

(2)小球到達A點時動量的大;

(3)小球從C點落至水平軌道所用的時間。

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【題目】練習(xí)使用多用電表實驗中:

1)若多用電表的電阻擋有三個擋位,分別是l”擋、10”擋和100”擋,當(dāng)用10”擋測量某電阻時,操作步驟正確,發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度過大,為了較準(zhǔn)確地進行測量,應(yīng)換到___擋,換擋后應(yīng)先____(填缺少的步驟),之后用表筆連接待測電阻進行讀數(shù),如圖甲所示,由表盤刻度讀得該電阻的阻值是___Ω。

2)如圖乙所示,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,欲用多用電表檢查該電路某處是否發(fā)生斷路,在保持電路完整的情況下,應(yīng)使用多用電表的____進行測量。(選填字母代號即可)

A.電阻擋 B.電流擋 C.交流電壓擋 D.直流電壓擋

3)某同學(xué)利用多用電表測量二極管的反向電阻,將紅、黑表筆分別插入正、負表筆插孔,將二極管的兩個極分別記為a端和b端,紅表筆接a端、黑表筆接b端時,指針幾乎不轉(zhuǎn);紅表筆接b端、黑表筆接a端時,指針偏轉(zhuǎn)角很大。則為了測量該二極管的反向電阻,應(yīng)將紅表筆接二極管的__(ab)端。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在測量電源電動勢和內(nèi)電阻實驗中,已知一節(jié)干電池電動勢約為1.5V,內(nèi)阻約為0.30Ω,電壓表V(量程為3V,內(nèi)阻約3kΩ),電流表A(量程為0.6A,內(nèi)阻為0.70Ω),滑動變阻器R(1Ω,2A)。為了更準(zhǔn)確地測出電源電動勢和內(nèi)阻。

1)請在圖1方框中畫出實驗電路圖______

2)在實驗中測得多組電壓和電流值,得到如圖2所示的U-I圖線,由圖可得該電源電動勢E=___V,內(nèi)阻r=___Ω(結(jié)果均保留兩位小數(shù))

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如上圖所示,套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球,其質(zhì)量為m,帶電荷量為q,小球可在棒上滑動,現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且互相垂直的勻強磁場和勻強電場中.設(shè)小球的帶電量不變,小球由靜止下滑的過程中(  )

A. 小球的加速度一直增大

B. 小球的速度一直增大,直到最后勻速

C. 桿對小球的彈力一直減小

D. 小球所受洛倫茲力一直增大,直到最后不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“探究平拋運動的運動規(guī)律的實驗”中,可以描繪出小球平拋運動的軌跡,實驗簡要步驟如下:

A.讓小球多次從 位置上滾下,在一張印有小方格的紙記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置,如圖中a、b、c、d所示;

B.按圖安裝好器材,記下平拋初位置O點和過O點的豎直線;

C.取下白紙以O為原點,以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系,用平滑曲線畫平拋運動物體的軌跡;

(1)完成上述步驟,A中橫線部分中應(yīng)填_____;

(2)上述實驗步驟的合理順序是_____;

(3)已知圖中小方格的邊長L1.25cm,則小球平拋的初速度為v0_____(用Lg表示)。

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