【題目】如圖所示,M、N為兩平行金屬板,其間電壓為U。質量為m、電荷量為+q的粒子,從M板由靜止開始經電場加速后,從N板上的小孔射出,并沿與ab垂直的方向由d點進入△abc區(qū)域,不計粒子重力,已知bcl,∠c=60°,∠b=90°,adl。

(1)求粒子從N板射出時的速度v0

(2)若△abc區(qū)域內存在垂直紙面向外的勻強磁場,要使粒子不從ac邊界射出,則磁感應強度最小為多大?

(3)若△abc區(qū)域內存在平行紙面且垂直bc方向向下的勻強電場,要使粒子不從ac邊界射出,電場強度最小為多大?

【答案】(1) ; (2) ; (3) ;

【解析】試題分析:粒子在加速電場中加速時只有電場力做功,根據(jù)動能定理求得粒子射出N時的速度大。涣W釉诖艌鲎饔孟伦鰟蛩賵A周運動,作出粒子不從ac邊射出時粒子圓周運動的臨界軌跡,根據(jù)幾何關系求得圓周運動的最大半徑,再根據(jù)洛倫茲力提供圓周運動向心力求得磁感應強度多大;粒子進入電場做類平拋運動,根據(jù)要求粒子不從ac邊界射出,則粒子到達ac邊界時,粒子速度方向與ac邊界平行,根據(jù)類平拋運動求解即可。

(1)帶電粒子在MN間加速,由動能定理可得:

可得粒子從N射出時的速度

(2)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動,磁感應強度越大,粒子做圓周運動的半徑越小,當磁感應強度最小時,恰不從ac邊界射出粒子到達ac邊界時,速度方向沿ac方向,此時粒子不從ac邊界射出做圓周運動的最大半徑為rm

據(jù)洛倫茲力提供圓周運動向心力有:

由幾何關系可得,粒子圓周運動的最大半徑

代入解得

即粒子不從ac邊界射出時滿足

(3)帶電粒子在電場中做類平拋運動,電場強度最小為E0時,粒子運動到ac界面的速度方向沿ac方向,設abbc方向的位移大小分別為yx,到達界面時沿ab方向分速度大小為vy,則x=v0t

又有:vy=v0tan60°

根據(jù)幾何關系:

解得:

粒子到達ac邊界時的速度大小為v則:

根據(jù)動能定理有:

解得:

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在同一直線上做直線運動的甲、乙兩物體的xt圖線,下列說法中正確的是( )

A.甲啟動的時刻比乙早t1

B.甲比乙運動得慢,且甲、乙運動方向相反

C.tt2時,兩物體相距最遠

D.tt3時,兩物體相距x1

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【題目】如圖甲所示,光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角,MP兩端接一電阻R,整個裝置處于方向垂直導軌平面向上的勻強磁場中。t=0時對金屬棒施加一平行于導軌的外力F,使金屬棒由靜止開始沿導軌向上運動,金屬棒電阻為r,導軌電阻忽略不計。已知通過電阻R的感應電流I隨時間t變化的關系如圖乙所示。下列關于棒運動速度v、外力F、流過R的電量q以及閉合回路中磁通量的變化率隨時間變化的圖象正確的是( 。

A. B.

C. D.

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【題目】如圖所示,一個圓筒形導熱汽缸開口向上豎直放置,內有活塞,其橫截面積為S1×104 m2,質量為m1 kg,活塞與汽缸之間無摩擦且不漏氣,其內密封有一定質量的理想氣體,氣柱高度h0.2 m。已知大氣壓強p01.0×105 Pa,重力加速度g10 m/s2。

(1)如果在活塞上緩慢堆放一定質量的細砂,氣柱高度變?yōu)樵瓉淼?/span>,求砂子的質量m;

(2)如果在(1)基礎上給汽缸底緩慢加熱,使活塞恢復到原高度,此過程中氣體吸收熱量5 J,求氣體內能的增量ΔU。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用電磁打點計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗中

(1)除打點計時器(含紙帶,復寫紙)、小車、平板、導線及開關外,在下面的儀器和器 材中,必需使用的有__________

A.電壓合適的50Hz的交流電源 B.電壓可以調的直流電源

C.刻度尺 D.秒表 E.天平 F.鉤碼

(2)下列實驗操作中正確的是_______

A.打點計時器應固定在長木板上,且靠近滑輪一端

B.開始實驗時小車應靠近打點計時器一端

C.應先接通電源,待打點穩(wěn)定后再釋放小車

D.牽引小車的鉤碼個數(shù)越多越好

(3)某小組利用打點計時器對物塊沿長木板加速下滑時的運動進行探究。物塊拖動紙帶下 滑,打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz,紙帶上標出 的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出。在A、B、C、DE五個點中,打點計時器 最先打出的是______點。在打出C點時物塊的速度大小為______m/s(保留3位有效數(shù)字); 物塊下滑的加速度大小為______m/s2(保留2位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一定質量的實心光滑大球半徑為R,放置在固定斜面上,被一豎直擋板擋住,擋板可繞P點在豎直平面內轉動,將一半徑為r質量為m的光滑小球放置于大球與擋板之間,整體處于靜止狀態(tài),如圖所示,R=3r,現(xiàn)將豎直擋板順時針緩慢放平(此過程中大球與檔板始終緊密接觸),重力加速度為g,下列說法正確的是

A.當整體處于靜止狀態(tài)時小球受擋板的彈力大小為

B.擋板順時針緩慢放平過程中大球對小球的彈力一直變小

C.擋板順時針緩慢放平過程中擋板對小球的彈力先變大后變小

D.斜面體對大球的彈力逐漸變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示是某同學用打點計時器得到的表示小車運動過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出來,其中x1=7.05cm,x2=7.68cm,x3=8.33cm,x4=8.95cm,x5=9.61cm,x6=10.27cm。

(1)在練習使用打點計時器的實驗中,下列操作正確的是____________

A.打點前小車應靠近打點計時器,要先接通電源,待計時器開始打點再釋放小車

B.要舍去紙帶上密集點,然后選取計數(shù)點

C.打點頻率為50Hz,每四個點取一個計數(shù)點,則計數(shù)點之間的時間間隔為0.01s

D.實驗中應使小車速度盡量小些

(2)推測紙帶的運動是做_____運動(選填“加速”、“減速”或者“勻速”)。

(3)下表列出了打點計時器打下B、D、F時小車的瞬時速度,請在表中填入打點計時器打下C、E兩點時小車的瞬時速度(保留三位有效數(shù)字)。

位置

B

C

D

E

F

速度(m·s1

0.737

___

0.864

____

0.994

(4)以A點為計時起點,在坐標圖中畫出小車的速度時間關系圖線_____。

(5)根據(jù)你畫出的小車的速度—時間的關系圖線計算出的小車的加速度a_________m/s2(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,有8個完全相同的長方體木板疊放在一起,每個木板的質量為100 g,某人用手在這疊木板的兩側加一水平壓力F,使木板水平靜止.若手與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.5,木板與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g10 m/s2.則水平壓力F至少為 (  )

A. 8 N B. 16N C. 15 N D. 30 N

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【題目】已知O、a、b、c為同一直線上的四點,ab間的距離為3mbc間的距離為4m,一物體自O點由靜止出發(fā),沿此直線做勻加速直線運動,依次經過a、b、c三點,已知物體通過ab段與bc段所用的時間相等. Oa間的距離為

A. 1mB. 2mC. D.

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