【題目】如圖甲所示，在直角坐標(biāo)系xoy中，x軸的上方有寬度為a、垂直于紙面向外的足夠大的勻強(qiáng)磁場，在x軸下方存在一周期性變化的勻強(qiáng)電場，規(guī)定沿+y方向?yàn)殡妶稣较颉Ｒ毁|(zhì)量為m，電荷量為q的正離子，t=0時刻在電場中y軸上的某點(diǎn)由靜止釋放。不計(jì)離子重力。

⑴若x軸下方的周期性變化的電場如圖乙所示（E0、T已知），離子恰好在t=0.5T時通過x軸并能夠從勻強(qiáng)磁場上邊界穿出磁場，求離子通過x軸時的速度大小和勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足的條件。

⑵若在如圖乙所示的電場中，離子在y軸上的A點(diǎn)（圖中未畫出）由靜止釋放，在電場中經(jīng)過n個周期正好到達(dá)x軸，在磁場中偏轉(zhuǎn)后又回到電場中。已知離子在磁場中運(yùn)動的時間小于2T，A點(diǎn)到x軸的距離和離子回到電場中后沿-y軸方向運(yùn)動的最大距離相等。求A點(diǎn)到x軸的距離和勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的可能值。

⑶若在x軸上固定一厚度不計(jì)的特殊薄板，使離子每穿過一次x軸后電荷量不變，動能變?yōu)榇┻^前的倍。x軸下方的周期性變化的電場示意圖如圖丙所示，當(dāng)離子在電場中運(yùn)動時，電場方向沿+y方向，當(dāng)離子在磁場中運(yùn)動時，電場方向沿-y方向。x軸上方的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，離子在y軸上由靜止釋放時與x軸間距也為a，且離子不會從勻強(qiáng)磁場的上邊界穿出。求離子能夠到達(dá)的橫坐標(biāo)x的最大值和離子在電場中運(yùn)動的總時間。

【答案】（1） （2）或（3）

【解析】（1）粒子在電場中一直加速，在t=0.5T時通過x軸時其速度：

離子在0-T/2內(nèi)勻加速運(yùn)動，加速度大小分為

離子在勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動，

r>a

得：

⑵離子在-T內(nèi)的加速度大小為

離子在第n個周期內(nèi)位移:

前時間內(nèi)：

后時間內(nèi)：

A點(diǎn)到x軸的距離

離子在磁場中運(yùn)動的周期：

由題意可知：離子在磁場中運(yùn)動的時間 (k=0、1)

得：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的可能值：或者

（3）離子在y軸上由靜止釋放到達(dá)x軸時速度：

歷時

由題意可知，離子在y軸上方第1、2、3……n次做半圓周運(yùn)動時速度大小分別為

、、……

離子能夠到達(dá)的x軸的最大值：

當(dāng)n→∞時，

由題意可知，離子在y軸上方第1、2、3……n次做半圓周運(yùn)動，經(jīng)過x軸后速度大小分別為、、……

離子在電場中運(yùn)動的總時間：

當(dāng)n→∞時，

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】某同學(xué)準(zhǔn)備自己動手制作一個歐姆表，可以選擇的器材如下：

①電池E（電動勢和內(nèi)阻均未知）

②表頭G（刻度清晰，但刻度值不清晰，量程Ig未知，內(nèi)阻未知）

③電壓表V（量程為1.5V，內(nèi)阻Rv=1000Ω）

④滑動變阻器R1（0~10Ω）

⑤電阻箱R2（0~1000Ω）

⑥開關(guān)一個，理想導(dǎo)線若干

（1）為測量表頭G的量程，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路。圖中電源即電池E. 閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1滑片至中間位置附近某處，并將電阻箱阻值調(diào)到40Ω時，表頭恰好滿偏，此時電壓表V的示數(shù)為1.5V；將電阻箱阻值調(diào)到115Ω，微調(diào)滑動變阻器R1滑片位置，使電壓表V示數(shù)仍為1.5V，發(fā)現(xiàn)此時表頭G的指針指在如圖乙所示位置，由以上數(shù)據(jù)可得表頭G的內(nèi)阻Rg=______Ω，表頭G的量程Ig=_____mA．

（2）該同學(xué)接著用上述器材測量該電池E的電動勢和內(nèi)阻，測量電路如圖丙所示，電阻箱R2的阻值始終調(diào)節(jié)為1000Ω：圖丁為測出多組數(shù)據(jù)后得到的圖線（U為電壓表V的示數(shù)，I為表頭G的示數(shù)），則根據(jù)電路圖及圖線可以得到被測電池的電動勢E=______V，內(nèi)阻r=______.（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）該同學(xué)用所提供器材中的電池E、表頭G及滑動變阻器制作成了一個歐姆表，利用以上（1）、（2）問所測定的數(shù)據(jù)，可知表頭正中央刻度為____.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】學(xué)習(xí)小組正在進(jìn)行“測量某金屬導(dǎo)體電阻率”的實(shí)驗(yàn)。取該金屬制成的一個“圓柱形”導(dǎo)體，用游標(biāo)卡尺測量其長度L、用螺旋測微器測量其直徑d，如圖所示。

⑴請讀出長度L和直徑d，L=__________cm，d=________mm。

⑵設(shè)“圓柱形”導(dǎo)體的電阻為Rx，接入如圖所示的電路中。請將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：

第一步：閉合開關(guān)S前先將滑動變阻器R的滑動頭P滑到最______端（填“左”或“右”）；

第二步：調(diào)節(jié)電阻箱R2，使其處于某一適當(dāng)值；

第三步：閉合開關(guān)S，移動滑動頭，使電流計(jì)G有適當(dāng)?shù)淖x數(shù)；

第四步：調(diào)節(jié)R2，________；

第五步：讀出R2，可得：Rx=_________；（用R1、R2、R3表示）

第六步：用d、L、R1、R2、R3表示電阻率 ________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩端開口的U形管粗細(xì)均勻，左右兩管豎直，底部的直管水平，水銀柱的長度如圖中標(biāo)注所示，水平管內(nèi)兩端空氣柱a、b的長度分別為10cm、5cm。在左管內(nèi)緩慢注入一定量的水銀，穩(wěn)定后右管的水銀面比原來高10cm。已知大氣壓強(qiáng)P0＝76cmHg，管內(nèi)外的溫度相同且始終不變。求向左管注入的水銀柱長度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為測量一未知電源的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路，電路中所用到的器材規(guī)格如下

待測電源：電動勢約為5V，內(nèi)阻約為幾十歐姆

定值電阻：R0=10Ω

定值電阻R1：有兩種規(guī)格可供選擇，阻值分別為1kΩ和3kΩ

電阻箱R2：0~9999Ω

電壓表：量程0~3V，內(nèi)阻RV=3kΩ

開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)為了減小測量誤差，定值電阻R1應(yīng)該選用的規(guī)格為________________；

(2)根據(jù)電路圖連接電路，閉合開關(guān)后，將電阻箱的阻值由零開始逐漸調(diào)大，記錄下若干組電阻箱R2和電壓表的讀數(shù)；

(3)該同學(xué)將得到的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，得到如圖乙所示直線，直線與縱軸的截距為b=0.4，斜率k=8.0，則可求得電動勢E=___________V，內(nèi)阻r=___________Ω。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的規(guī)格為“3.0V，0.5A”，實(shí)驗(yàn)電路如圖9所示。現(xiàn)備有下列器材：

A．電流表A（量程0~0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）

B．電壓表V（量程0~3V，內(nèi)阻約3kΩ）

C．滑動變阻器R1（0~5Ω，3.0A）

D．滑動變阻器R2（0~100Ω，1.25A）

E．電源E（電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計(jì)）

F．開關(guān)S和若干導(dǎo)線

① 為了調(diào)節(jié)方便，滑動變阻器應(yīng)選用____（請?zhí)顚戇x項(xiàng)前對應(yīng)的字母）

②請根據(jù)圖中的電路，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的器材連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路。（不要改動已連接的導(dǎo)線）

③測得通過小燈泡的電流與加在它兩端的電壓數(shù)據(jù)，如下表所示。

組數(shù)

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0

0.20

0.50

1.00

1.50

2.00

3.00

I/A

0

0.09

0.21

0.34

0.40

0.46

0.50

根據(jù)上表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖所示的坐標(biāo)圖上作出該燈泡的I－U圖線。由圖線發(fā)現(xiàn)在電流I增大過程中，小燈泡電阻_____________（選填“減小”、“不變”或“增大”）。

④由I－U圖線可知，小燈泡兩端電壓為2.4V時的實(shí)際功率是_________W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

⑤滑動變阻器a端與滑片P之間的電阻為RX，滑動變阻器最大阻值為RP，若在該實(shí)驗(yàn)中分別接入滑動變阻器R1、R2調(diào)整小燈泡兩端的電壓U，則在額定電壓范圍內(nèi)，U 隨變化的圖像可能正確的是___。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示為一列簡諧橫波在t=2s時的波形圖，圖乙為這列波上P點(diǎn)的振動圖像，下列說法正確的是（ ）

A. 該橫波向右傳播，波速為0.4m/s

B. t=2s時，Q點(diǎn)的振動方向?yàn)?/span>y軸負(fù)方向

C. 從r=2s到t=7s內(nèi)，P質(zhì)點(diǎn)沿x軸向右平移2.0m

D. 從t=2s到t=7s內(nèi)，Q質(zhì)點(diǎn)通過的路程為30cm

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，x軸在水平地面上，y軸豎直向上，在y軸上的P點(diǎn)分別沿x軸正方向和y軸正方向以相同大小的初速度拋出兩個小球a和b，不計(jì)空氣阻力，若b上行的最大高度等于P點(diǎn)離地的高度，則從拋出到落地，有（　�。�

A. a的運(yùn)動時間是b的運(yùn)動時間的倍

B. a的位移大小是b的位移大小的倍

C. a，b落地時的速度相同，因此動能一定相同

D. a，b落地時的速度不同，但動能可能相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】節(jié)能的LED燈越來越普及，而驅(qū)動LED發(fā)光需要恒流源。如圖所示，電路中的電壓表、電流表都是理想電表，電源是一個恒流源（該恒流源輸出的電流大小方向都不變），在改變R2的過程中，電壓表的讀數(shù)為U，電流表A的讀數(shù)為I，電流表A1的讀數(shù)為I1，電流表A2的讀數(shù)為I2，它們的變化量的絕對值分別為ΔU、ΔI、ΔI1、ΔI2，以下說法正確的是( ）

A. ，

B.

C.

D. 當(dāng)R2= R1時，滑動變阻器R2消耗的電功率最大

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同步練習(xí)冊答案