【題目】如圖甲所示，平行正對金屬板中心線O處有一粒子源，能連續(xù)不斷發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q、速度為v0的帶正電的粒子，所有粒子均沿兩板中心線射入板間，在緊靠板的上方等腰三角形PQR內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強磁場，三角形的對稱軸與兩板中心線重合，且∠RPQ=30°．兩板間不加電壓時粒子進(jìn)入磁場時軌跡恰好與PR邊相切，如圖中所示．當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的周期性變化的電壓時，t＝0時刻進(jìn)入板間的粒子恰好能從板邊緣進(jìn)入磁場．已知板長為l，板間距離為2d，PQ長度為6d，不計粒子的重力和粒子間的相互作用．求：

⑴磁感應(yīng)強度B的大小；

⑵兩板間電壓U0；

⑶粒子在磁場中運動的最長和最短時間．

【答案】⑴B＝；⑵U0＝；⑶tmax＝，tmin＝

【解析】

⑴由幾何知識知粒子軌道半徑為：r＝d

洛倫茲力提供向心力，有：qv0B＝

解得：B＝

⑵t＝0時刻進(jìn)入板間的粒子先向a板加速時間Δt＝，然后再向a板減速時間Δt＝恰好從板邊緣以速度v0垂直PQ邊進(jìn)入磁場．

在板間運動的加速度 a＝

由對稱性可知d＝2××a(Δt)2

解得電壓U0＝

⑶所有粒子進(jìn)入磁場時的速度大小均為v0，方向均垂直PQ邊．

從中心線右側(cè)進(jìn)入磁場的粒子運動時間最長，粒子在磁場中運動的周期T＝

所以最長時間tmax＝＝

從左側(cè)極板邊緣進(jìn)入磁場的粒子在磁場中運動軌跡如圖

且時間最短，由幾何知識知軌跡圓弧對應(yīng)的圓心角為60°

所以最短時間tmin＝＝

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】我國高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，和諧號動車組是由動車和拖車編組而成，提供動力的車廂叫動車，不提供動力的車廂叫拖車。假設(shè)動車組各車廂質(zhì)量均相等，動車的額定功率都相同，動車組在水平直軌道上運行過程中阻力與車重成正比。某列動車組由8節(jié)車廂組成，其中第1、5節(jié)車廂為動車，其余為拖車，則該動車組

A. 啟動時乘客受到車廂作用力的方向與車運動的方向相反

B. 做勻加速運動時，第5、6節(jié)與第6、7節(jié)車廂間的作用力之比為3:2

C. 進(jìn)站時從關(guān)閉發(fā)動機到停下來滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動機時的速度成正比

D. 與改為4節(jié)動車帶4節(jié)拖車的動車組最大速度之比為1:2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了測量某一未知電阻Rx(阻值約為6 Ω)的阻值，實驗室里準(zhǔn)備了以下器材：

A．電源，電動勢E＝3.0 V

B．電壓表V1，量程3 V，內(nèi)阻約5 kΩ

C．電壓表V2，量程15 V，內(nèi)阻約25 kΩ

D．電流表A1，量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 Ω

E．電流表A2，量程3 A，內(nèi)阻約0.04 Ω

F．滑動變阻器R1，最大阻值5 Ω，最大電流為3 A

G．滑動變阻器R2，最大阻值200 Ω，最大電流為1.5 A

H．開關(guān)S、導(dǎo)線若干

（1）在用伏安法測量該電阻的阻值時，要求盡可能準(zhǔn)確，并且待測電阻兩端的電壓從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，則在上述提供的器材中電壓表應(yīng)選________；電流表應(yīng)選________；滑動變阻器應(yīng)選________。(填器材前面的字母代號)

（2）請在虛線框內(nèi)畫出用伏安法測量該電阻阻值時的實驗電路圖_______。

（3）請根據(jù)電路圖將下列實物圖補充完整__________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，空間有一垂直紙面的磁感應(yīng)強度為0.5T的勻強磁場，一質(zhì)量為0.2kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無初速放置一質(zhì)量為0.1kg、電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間動摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動摩擦力．t=0時對木板施加方向水平向左，大小為0.6N恒力，g取10m/s2．則（ ）

A.木板和滑塊一直做加速度為2m/s2的勻加速運動

B.滑塊開始做加速度減小的變加速運動，最后做速度為10m/s勻速運動

C.木板先做加速度為2m/s2勻加速運動，再做加速度增大的運動，最后做加速度為3m/s2的勻加速運動

D.t=5s后滑塊和木板開始有相對運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組在練習(xí)使用多用電表，他們正確連接好電路，如圖甲所示。閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)電阻箱R0，燈泡都不亮，電流表無讀數(shù)，他們判斷電路可能出現(xiàn)故障。經(jīng)小組討論后，他們嘗試用多用電表的歐姆擋來檢測電路。已知保護電阻R=15Ω，電流表量程為50mA。操作步驟如下：

①將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1” 擋，再將紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零。

②斷開甲圖電路開關(guān)S，將多用電表兩表筆分別接在a、c上，多用電表的指針不偏轉(zhuǎn)；

③將多用電表兩表筆分別接在b、c上，多用電表的示數(shù)如圖乙所示；

④將多用電表兩表筆分別接在c、e上，調(diào)節(jié)R0=20Ω時，多用電表示數(shù)如圖丙所示，電流表的示數(shù)如圖丁所示。

回答下列問題：

（1）圖丙中的多用表讀數(shù)為 __________ Ω；圖丁中的電流表讀數(shù)為 _________ m A

（2）操作步驟④中，多用電表紅表筆應(yīng)接 ______點（選“c”或“e”）

（3）電路的故障可能是__________

A．燈泡短路 B．燈泡斷路 C．保護電阻R短路 D．保護電阻R斷路

（4）根據(jù)以上實驗得出的數(shù)據(jù)，同學(xué)們還計算出多用電表內(nèi)部電源的電動勢E’ =________________V

(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上，另一端系在一個套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上�，F(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點O，使物體A從圖中實線位置緩慢下降到虛線位置，但圓環(huán)仍保持在原來位置不動。則在這一過程中，環(huán)對桿的摩擦力F1和環(huán)對桿的壓力F2的變化情況是（　�。�

A.F1保持不變，F2逐漸增大B.F1逐漸增大，F2保持不變

C.F1逐漸減小，F2保持不變D.F1保持不變，F2逐漸減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B兩板間電壓為600V，A板帶正電并接地，A、B兩板間距離為12cm，C點離A板4cm，下列說法正確的是( )

A. E=2000V/m，φC=200V

B. E=5000V/m，φC=-200V

C. 電子在C點具有的電勢能為-200eV

D. 電子在C點具有的電勢能為200eV

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】研究光電效應(yīng)時,已經(jīng)知道金屬鈉的逸出功為2.29eV,現(xiàn)有大量處于n=4能級的氫原子,用它在躍遷過程中發(fā)出的光照射金屬鈉,氫原子的能級結(jié)構(gòu)圖如圖所示,則下列說法中正確的是(　　)

A. 躍遷過程中將釋放5種頻率的光子

B. 躍遷過程中釋放光子的最小能量為1.89eV

C. 躍遷過程中釋放光子的最大能量為13.6eV

D. 躍遷過程中釋放的光子有4種能引起光電效應(yīng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理興趣小組對兩節(jié)電池并聯(lián)后等效電源的電動勢和內(nèi)阻進(jìn)行研究如下：將一節(jié)電池A和另一節(jié)電池 B并聯(lián)后，接入如圖甲所示的測量電路，將虛線框內(nèi)部看成一個等 效的電源，移動滑動變阻器，測得若干組數(shù)據(jù)后在圖乙中描點。

U/V

0.89

0.78

0.67

0.56

0.58

0.34

I/A

0.22

0.26

0.30

0.34

0.38

0.42

（1）實驗過程中小組成員發(fā)現(xiàn)當(dāng)滑動變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，電壓表的示數(shù)變化不明顯，其原因是電源內(nèi)阻____________（填寫“較大”或“較小”）

（2）圖甲中的電流表和電壓表均為非理想電表，下列說法正確的是_____

A．這使得圖乙中的U沒有測準(zhǔn)，U偏大

B．這使得圖乙中的U沒有測準(zhǔn)，U偏小

C．這使得圖乙中的 I 沒有測準(zhǔn)，I偏大

D．這使得圖乙中的 I 沒有測準(zhǔn)，I偏小

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙中作出等效電源的圖像，從而得到等效電源的電動勢為____________，內(nèi)阻為____________.（均保留三位有效數(shù)字）

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同步練習(xí)冊答案