【題目】如圖所示,A、B為一對(duì)平行板,板長(zhǎng)為l,兩板距離為d,板間區(qū)域內(nèi)充滿著勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里,一個(gè)質(zhì)量為m,帶電量為+q的帶電粒子自靜止開始經(jīng)MN兩平行金屬板間的電場(chǎng)加速后,從A、B兩板的中間沿垂直于磁感線的方向射入磁場(chǎng).(不計(jì)粒子的重力)求:

1)若粒子被加速后進(jìn)入磁場(chǎng)的速度為v0,則它在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期各為多少?

2MN兩極板間的電壓U應(yīng)在什么范圍內(nèi),粒子才能從磁場(chǎng)內(nèi)射出?

【答案】(1), (2)

【解析】

1)“由粒子從A、B兩板的中間沿垂直于磁感線的方向射入磁場(chǎng)”可知,本題考查了帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)。由由洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律求出半徑,由圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式求解周期.

2)由“粒子才能從磁場(chǎng)內(nèi)射出”可知,本題考查了帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界條件。當(dāng)粒子從平行板左邊射出時(shí),最大半徑為r1,粒子從左邊射出必須滿足rr1.當(dāng)粒子恰好從平行板右邊射出時(shí),由幾何知識(shí)半徑r2,即為粒子從右邊射出時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡最小半徑.由半徑公式和動(dòng)能定理求解電壓的范圍.

1)粒子在磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供,則有:qv0Bm

解得:r; 周期T

2)帶電粒子在MN兩極板間的加速過程由動(dòng)能定理得qU

如圖所示,當(dāng)粒子從左邊射出時(shí),若運(yùn)動(dòng)軌跡半徑最大

其圓心為圖中O1點(diǎn),半徑r1因此粒子從左邊射出必須滿足rr1

聯(lián)立解得:U

當(dāng)粒子從右邊射出時(shí),若運(yùn)動(dòng)軌跡半徑最小,則其圓心為圖中O2點(diǎn),設(shè)半徑為r2

由幾何關(guān)系可得:

解得

因此粒子從右邊射出必須滿足的條件是:rr2

聯(lián)立解得:U

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,AB是一段長(zhǎng)為s的光滑絕緣水平軌道,BC是一段豎直墻面。一帶電量為q(q>0)的小球靜止在A點(diǎn)。某時(shí)刻在整個(gè)空間加上水平向右、場(chǎng)強(qiáng)E=的勻強(qiáng)電場(chǎng),當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)立即反向(大小不變),經(jīng)一段時(shí)間后,小球第一次運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)。重力加速度為g。求:

1)小球由A運(yùn)動(dòng)至B的時(shí)間t

2)豎直墻面BC的高度h;

3)小球從B點(diǎn)拋出后,經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)能最小?最小動(dòng)能是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形,固定在豎直面內(nèi),管口B、C的連線水平。質(zhì)量為m 的帶正電小球從B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)自由下落,A、B兩點(diǎn)間距離為4R。從小球(小球直徑小于細(xì)圓管直徑)進(jìn)入管口開始,整個(gè)空間突然加上一個(gè)斜向左上方的勻強(qiáng)電場(chǎng),小球所受電場(chǎng)力在豎直方向上的分力與重力等大反向,結(jié)果小球從管口C處離開圓管后,又能經(jīng)過A點(diǎn)。設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過程中電荷量保持不變,重力加速度為g,求:

1)小球到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)的速度大小。

2)小球受到的電場(chǎng)力大小。

3)小球經(jīng)過管口C處時(shí)對(duì)圓管壁的壓力。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】201933日,中國(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁宣布中國(guó)探月工程三步走即將收官,我國(guó)對(duì)月球的探索將進(jìn)人新的征程。若近似認(rèn)為月球繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng),地球繞太陽(yáng)也作勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們的繞行方向一致且軌道在同一平面內(nèi)。

(1)已知地球表面處的重力加速度為g,地球半徑為R,月心地心間的距離為r,求月球繞地球一周的時(shí)間Tm;

(2)如圖是相繼兩次滿月時(shí),月球、地球和太陽(yáng)相對(duì)位置的示意圖。已知月球繞地球運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間Tm27.4d,地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期Te365d求地球上的觀察者相繼兩次看到滿月滿月的時(shí)間間隔t。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是

A. 振動(dòng)的帶電微粒輻射或吸收的能量可以是任意數(shù)值

B. 鈾核()衰變成α粒子和另一原子核,衰變產(chǎn)物的比結(jié)合能一定大于鈾核的比結(jié)合能

C. 實(shí)驗(yàn)表明,只要照射光的強(qiáng)度足夠大,就一定能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象

D. 核力將核子緊緊束縛在原子核內(nèi),因此核力只表現(xiàn)為引力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直。邊長(zhǎng)為1 m,總電阻為1 Ω的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi),cd邊與磁場(chǎng)邊界平行,F(xiàn)使導(dǎo)線框水平向右運(yùn)動(dòng),cd邊于t0時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng),c、d兩點(diǎn)間電勢(shì)差隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示。下列說法正確的是

A. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里

B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為4 T

C. 導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)和離開磁場(chǎng)時(shí)的速度大小之比為3 : 1

D. 03 s的過程中導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱為48 J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,若穿過某截面的磁通量為Φ=Φmsinωt,則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=ωΦmcosωt。如圖所示,豎直面內(nèi)有一個(gè)閉合導(dǎo)線框ACD(由細(xì)軟彈性電阻絲制成)端點(diǎn)A、D固定。在以水平線段AD為直徑的半圓形區(qū)域內(nèi),有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)。設(shè)導(dǎo)線框的電阻恒定,圓的半徑為R,用兩種方式使導(dǎo)線框上產(chǎn)生感應(yīng)電流。方式一:將導(dǎo)線上的C點(diǎn)以恒定角速度ω1(相對(duì)圓心O)A點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)至D點(diǎn);方式二:以AD為軸,保持∠ADC=45°,將導(dǎo)線框從豎直位置以恒定的角速度ω2轉(zhuǎn)90°。則下列說法正確的是

A. 方式一中,導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向先逆時(shí)針,后順時(shí)針

B. 方式一中,導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1=BR2ω1cosω1t

C. 兩種方式中,通過導(dǎo)線截面的電荷量相等

D. ω1=ω2,則兩種方式電阻絲上產(chǎn)生的熱量相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某種透明材料制成的空心球體外徑是內(nèi)徑的2倍,其過球心的某截面(紙面內(nèi))如圖所示。一束單色光(紙面內(nèi))從外球面上A點(diǎn)入射,入射角為45°時(shí),光束經(jīng)折射后恰好與內(nèi)球面相切。

(1)求該透明材料的折射率;

(2)欲使光束從A點(diǎn)入射后,恰好在內(nèi)球面上發(fā)生全反射,則應(yīng)將入射角變?yōu)槎嗌俣?/span>?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在高為2L的光滑桌面上的左端固定一輕質(zhì)彈簧,在桌面右端的正上方通過一長(zhǎng)為L輕繩懸掛一小球B,小球B剛好與桌面接觸.彈簧的右端與小球A接觸而不固連,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),用一水平力推小球A,使彈簧壓縮,其彈性勢(shì)能為Ep時(shí)從靜止釋放,小球A離開彈簧后又運(yùn)動(dòng)一段距離與小球B發(fā)生彈性碰撞,碰撞后,小球B擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),繩與豎直方向的夾角為600.。小球A落到水平面上時(shí)水平距離為L/2,已知小球A的質(zhì)量為m.重力加速度是g.試求彈簧的彈性勢(shì)能EP的值.

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