【題目】如圖,邊長(zhǎng)L=0.2 m的正方形abcd區(qū)域(含邊界)內(nèi),存在著垂直于區(qū)域的橫截面(紙面)向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5.0×10-2T。帶電平行金屬板MN、PQ間形成了勻強(qiáng)電場(chǎng)E(不考慮金屬板在其它區(qū)域形成的電場(chǎng)),MN放在ad邊上,兩板左端M、P恰在ab邊上,兩板右端N、Q間有一絕緣擋板EFEF中間有一小孔O,金屬板長(zhǎng)度、板間距、擋板長(zhǎng)度均為l=0.l m。在MP的中間位置有一離子源S能夠正對(duì)孔O不斷發(fā)射出各種速率的帶正電離子,離子的電荷量均為q=3.2×l0-19 C,質(zhì)量均為m=6.4×l0-26 kg。不計(jì)離子的重力,忽略離子之間的相互作用及離子打到金屬板或擋板上后的反彈。

(l)當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度E=104N/C時(shí),求能夠沿SO連線穿過(guò)孔O的離子的速率。

(2)電場(chǎng)強(qiáng)度取值在一定范圍時(shí),可使沿SO連線穿過(guò)O并進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的離子直接從bc邊射出,求滿足條件的電場(chǎng)強(qiáng)度的范圍。

【答案】

【解析】

試題(1)穿過(guò)孔O的離子在金屬板間需滿足

代入數(shù)據(jù)得

穿過(guò)孔O的離子在金屬板間仍需滿足

離子穿過(guò)孔O后在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有

由以上兩式子得

bc邊射出的離子,其臨界軌跡如圖,對(duì)于軌跡半徑最大,對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大,由幾何關(guān)系可得:

由此可得

bc邊射出的離子,軌跡半徑最小時(shí),其臨界軌跡如圖,對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度最小,由幾何關(guān)系可得

所以

由此可得

所以滿足條件的電場(chǎng)強(qiáng)度的范圍為:

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):第一問(wèn)3分;第二問(wèn)10分。

①③④每式2分,②⑤⑥⑦⑧⑨⑩每式1分。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在傾角=30°的斜面上放一木板A,重為GA=100N,板上放一重為GB=500N的木箱B,斜面上有一固定的擋板,先用平行于斜面的繩子把木箱與擋板拉緊,然后在木板上施加一平行斜面方向的拉力F,使木板從木箱下勻速抽出此時(shí),繩子的拉力T=400N。設(shè)木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù),求:

(1)A、B間的摩擦力和摩擦因素

(2)拉力F的大小。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,一正方形閉合線圈,從靜止開(kāi)始下落一定高度后,穿越一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,線圈上、下邊始終與磁場(chǎng)邊界平行。自線圈開(kāi)始下落到完全穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,線圈中的感應(yīng)電流I、受到的安培力F及速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系,可能正確的是( )

A.

B.

C.

D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上,存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,區(qū)域I的磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,區(qū)域Ⅱ的磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,磁場(chǎng)寬度均為L,一個(gè)質(zhì)量為m,電阻為R,邊長(zhǎng)也為L的正方形導(dǎo)線框,由靜止開(kāi)始沿斜面下滑,t1時(shí)刻ab邊剛越過(guò)CH進(jìn)入磁場(chǎng)I區(qū)域,此時(shí)導(dǎo)線框恰好以速度做勻速直線運(yùn)動(dòng);t2時(shí)刻ab邊下滑到JPMN的正中間位置,此時(shí)導(dǎo)線框又恰好以速度v2做勻速直線運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g,下列說(shuō)法中正確的是

A. 當(dāng)ab邊剛越過(guò)JP時(shí),導(dǎo)線框的加速度大小為a=3gsinθ

B. 導(dǎo)線框兩次勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v1:v2=2:1

C. t2開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ab邊到位置過(guò)程中,通過(guò)導(dǎo)線框的電量

D. t1ab邊運(yùn)動(dòng)到MN位置的過(guò)程中,有 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)其內(nèi)部物體的引力為零,假想在地球赤道正下方深為h處修建一繞地心的環(huán)形真空管道,質(zhì)量為m的物體A,只受引力作用在管道內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),且與管道不接觸;赤道正上方h處有一質(zhì)量為m的衛(wèi)星B,做勻速圓周運(yùn)動(dòng),A、B軌道面與赤道面共面,地球半徑為R,則(

A. A、B的萬(wàn)有引力之比為

B. A、B的向心加速度之比為

C. A、B的線速度大小之比為

D. A、B的線速度大小之比為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】探月工程三期飛行試驗(yàn)器于201410242時(shí)在中國(guó)西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,飛行試驗(yàn)器飛抵距月球6萬(wàn)千米附近進(jìn)入月球引力影響區(qū),開(kāi)始月球近旁轉(zhuǎn)向飛行,最終進(jìn)入距月球表面的圓形工作軌道,已知飛行器的速度大小為v;若飛行器釋放一登陸倉(cāng)到達(dá)月球表面,在月球表面h0高度處水平拋出一小球,測(cè)得落地時(shí)間為t,設(shè)月球半徑為R,不考慮月球自轉(zhuǎn),萬(wàn)有引力常量為G.求:

(1)月球的平均密度

(2)飛行器的工作軌道距月球表面的高度h

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】甲、乙兩車(chē)在平直公路上同向行駛,其圖像如圖所示。已知兩車(chē)在時(shí)并排行駛,則

A. 時(shí),乙車(chē)在甲車(chē)前75m

B. 兩車(chē)另一次并排行駛的時(shí)刻是

C. 時(shí),乙車(chē)在甲車(chē)前面

D. 甲、乙兩車(chē)兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為30m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一定量的理想氣體從狀態(tài)M可以經(jīng)歷過(guò)程1或者過(guò)程2到達(dá)狀態(tài)N,其p–V圖象如圖所示。在過(guò)程1中,氣體始終與外界無(wú)熱量交換;在過(guò)程2中,氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化。對(duì)于這兩個(gè)過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是_______。

A.氣體經(jīng)歷過(guò)程1,其溫度降低

B.氣體經(jīng)歷過(guò)程1,其內(nèi)能減小

C.氣體在過(guò)程2中一直對(duì)外放熱

D.氣體在過(guò)程2中一直對(duì)外做功

E.氣體經(jīng)歷過(guò)程1的內(nèi)能改變量與經(jīng)歷過(guò)程2的相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,直軌道AB與光滑圓弧軌道BC相切,固定在豎直平面內(nèi),圓弧軌道的圓心角為,半徑r=0.25m,圓弧軌道C端切線水平,豎直墻壁CDH=0.16m,緊靠墻壁在水平地面上固定一個(gè)和CD等高、底邊長(zhǎng)l=0.4m的斜面。一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))從傾斜軌道上A點(diǎn)由靜止釋放,恰好擊中斜面的中點(diǎn)E。已知小物塊與AB段的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

(1)小物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大;

(2)小物塊從A運(yùn)動(dòng)到E前的瞬間的過(guò)程中損失的機(jī)械能。

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