【題目】如圖所示,OPQ是關(guān)于y軸對(duì)稱的四分之一圓,在MNQP區(qū)域有均勻輻向電場(chǎng),MNPQ間的電壓為U。一帶正電的粒子從PQ上的任一位置由靜止經(jīng)電場(chǎng)加速后,都會(huì)從O進(jìn)入半徑為R、中心位于坐標(biāo)原點(diǎn)O的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向外,大小為B,粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都能平行于x軸射出。在磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)有一對(duì)平行于x軸且到x軸距離都為R的金屬平行板AK,金屬板長(zhǎng)均為4R,其中K板接地,AK兩板間加有電壓UAK0,忽略極板電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。已知金屬平行板左端連線與圓形磁場(chǎng)邊界相切,Oy軸上。

1)求帶電粒子的比荷;

2)求帶電粒子進(jìn)入右側(cè)電場(chǎng)時(shí)的縱坐標(biāo)范圍;

3)若無(wú)論帶電粒子從PQ上哪個(gè)位置出發(fā)都能達(dá)到K板上,則電壓UAK至少為多大?

【答案】12)-RR3U

【解析】

(1)MNQP區(qū)域中,由動(dòng)能定理可知

qUmv2

由已知條件可知,帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑R0R,洛倫茲力提供向心力:

qvBm

解得

(2)如圖所示,沿QN方向入射的帶電粒子,在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為O1,對(duì)應(yīng)的圓心角為,

離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)ay軸上的投影與O的距離為

ΔyRR

a點(diǎn)的縱坐標(biāo)

yaR

同理可得,沿PM方向入射的帶電粒子離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)b的縱坐標(biāo)

yb=-R

所以帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的縱坐標(biāo)范圍為

RR

(3)只要沿QN方向入射的帶電粒子能打在K板上,則從其他位置入射的帶電粒子也一定能打在K板上,在電場(chǎng)中

E,FqEma

yRRat2

應(yīng)滿足4Rvt,得

UAKU

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,AB兩個(gè)帶異種電荷的小球,分別被兩根絕緣細(xì)繩系在木盒內(nèi)的一豎直線上.靜止時(shí),木盒對(duì)地面的壓力為FN,細(xì)繩對(duì)小球B的拉力為FF不為0),若將系小球B的細(xì)繩斷開(kāi),下列說(shuō)法中正確的是(

A.細(xì)繩剛斷開(kāi)時(shí),木盒對(duì)地面的壓力仍為FN

B.細(xì)繩剛斷開(kāi)時(shí),木盒對(duì)地面的壓力為(FN-F

C.在小球B向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,木盒對(duì)地面的壓力始終為(FN+F

D.在小球B向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,木盒對(duì)地面的壓力逐漸變大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,半徑為R的半球形玻璃體置于水平光屏上方,半球的上表面水平,上表面與光屏間的距離為。一束細(xì)單色光經(jīng)球心O從空氣中射入玻璃體內(nèi)(入射面即紙面),入射角為45°,出射光線射在光屏上B點(diǎn)處。已知該玻璃的折射率為n=,光在真空的傳播速度為c。求:

①光束從O點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間

②現(xiàn)將入射光束在紙面內(nèi)向左平移,求射入玻璃體的光線在球面上恰好發(fā)生全反射時(shí),光束在上表面的入射點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為推行低碳理念,很多城市使用如圖所示的超級(jí)電容公交車。該車車底安裝超級(jí)電容器(電容很大),車輛進(jìn)站后,車頂充電設(shè)備隨即自動(dòng)升起,搭到充電站電纜上,通以大電流完成充電。每次只需在乘客上下車間隙充電30秒到1分鐘,就能行駛35公里。假設(shè)該公交車的質(zhì)量m4×103kg,額定功率P120kW,它在平直水平路面上行駛時(shí),受到的阻力f是車重的0.1倍,g10m/s2。在不載客的情況下,下列說(shuō)法正確的是( )

A.充電電流越大,該公交車的電容也越大

B.該公交車儲(chǔ)存的電荷僅跟充電電流的大小有關(guān)

C.該公交車在路面上行駛時(shí)最大速度可達(dá)20m/s

D.若該公交車從靜止開(kāi)始啟動(dòng),以額定功率行駛50s后達(dá)到最大速度,則此過(guò)程它行駛了1050m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖所示的電路,測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E和一個(gè)定值電阻Rx的阻值。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:

待測(cè)電阻Rx(100Ω),

待測(cè)電源E(電動(dòng)勢(shì)約3V,內(nèi)阻不計(jì)),

電壓表V(量程0~3V,內(nèi)阻約15kΩ),

電阻箱R(阻值范圍0~999.9Ω),電鍵S,導(dǎo)線若干。

實(shí)驗(yàn)步驟如下:

.閉合開(kāi)關(guān)S,多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下壓表的示數(shù)U和電阻箱相應(yīng)的阻值R;

.R為縱坐標(biāo),_________為橫坐標(biāo),作圖線(用直線擬合);

.由圖線得出直線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為—a(a>0),與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為b(b>0)。則定值電阻Rx=_____,電源電動(dòng)勢(shì)E=________(a、b表示)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】地球赤道上有一物體隨地球自轉(zhuǎn)而做圓周運(yùn)動(dòng),所受到的向心力為F1,向心加速度為a1,線速度為v1,角速度為ω1;繞地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星(高度忽略)所受到的向心力為F2,向心加速度為a2,線速度為v2,角速度為ω2;地球同步衛(wèi)星所受到的向心力為F3,向心加速度為a3,線速度為v3,角速度為ω3;地球表面的重力加速度為g,第一宇宙速度為v,假設(shè)三者質(zhì)量相等,則( )

A.F1F2>F3B.a1a2g>a3

C.ω1ω3<ω2D.v1v2v>v3

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】xOy坐標(biāo)系的ⅠⅣ象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在x軸上A點(diǎn)(L,0)同時(shí)以相同速率v沿不同方向發(fā)出ab兩個(gè)相同帶電粒子(粒子重力不計(jì)),其中a沿平行+y方向發(fā)射,經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,均先后到達(dá)y軸上的B點(diǎn)(0, L),則兩個(gè)粒子到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間差為

A.

B.

C.

D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,用特殊材料制成的PQ界面垂直于x軸,只能讓垂直打到PQ界面上的電子通過(guò).PQ的左右兩側(cè)有兩個(gè)對(duì)稱的直角三角形區(qū)域,左側(cè)的區(qū)域分布著方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),右側(cè)區(qū)域內(nèi)分布著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng).現(xiàn)有速率不同的電子在紙面上從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿不同方向射向左側(cè)三角形區(qū)域,不考慮電子間的相互作用.已知電子的電荷量為e,質(zhì)量為m,在ΔOAC中,OAl,θ=60°.

(1)求能通過(guò)PQ界面的電子所具有的最大速度及其從O點(diǎn)入射時(shí)與y軸的夾角;

(2)若以最大速度通過(guò)PQ界面的電子剛好被位于x軸上的F處的接收器所接收,求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;

(3)在滿足第(2)的情況下,求所有能通過(guò)PQ界面的電子最終穿越x軸的區(qū)間寬度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,物體A,B通過(guò)細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè),物體B的質(zhì)量為2m,放置在傾角為的光滑斜面上,物體A的質(zhì)量為m,用手托著物體A使彈簧處于原長(zhǎng),細(xì)繩伸直,A與地面的距離為h,物體B靜止在斜面上擋板P處。放手后物體A下落,與地面即將接觸時(shí)速度大小為v,此時(shí)物體B對(duì)擋板恰好無(wú)壓力,則下列說(shuō)法正確的是(

A.彈簧的勁度系數(shù)為

B.此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于

C.此時(shí)物體A的加速度大小為g,方向豎直向上

D.此后物體B不可能離開(kāi)擋板沿斜面向上運(yùn)動(dòng)

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