精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

【題目】某空間科研人員設計了一個“太空粒子探測器”，裝置如圖所示，有徑向電場、偏轉磁場、金屬板三部分組成．徑向電場兩電極AB間的電勢差為U，大小可調，電場強度方向均指向點，電極A上可以收集到來自宇宙空間的帶電粒子和．離子從靜止狀態(tài)經徑向電場加速后均從點飛入磁場．磁場邊界為半圓形，圓心為O，半徑為R，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向外，；半圓形金屬板CD與磁場上邊界重合，CD連線與磁場下邊界重合，和電阻R串聯(lián)后接地，離子到達金屬板后電荷會經過導線流入大地．已知電子的電荷量為e，不考慮粒子間相互作用和離子得重力．

（1）當時，P點收集到的粒子可以打到金屬板的D點，求粒子的比荷；

（2）當時，P點收集到的粒子在磁場中偏轉后可以打到金屬板的Q點，若Q點到圓心O的連線QO與半徑OD成60°角，求k的值；

（3）現將徑向電場沿水平方向向右移動，使得與磁場圓心O重合，現電極A上均勻地收集到粒子和，單位時間內分別有N個和粒子從O點進入磁場，當兩極間電勢差時，求通過電阻R的電流I．

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)在徑向電場中由動能定理有

粒子恰打在D點，由幾何關系粒子做勻速圓周運動的半徑為

洛侖茲力提供向心力為

聯(lián)立可得

(2)在電場中加速，有

由幾何關系，在△O2OQ中：

解得：

洛侖茲力提供向心力為

聯(lián)立解得：

(3)若將徑向電場沿水平方向向右移動，使得O1點與磁場圓心O重合，當兩板間的電壓為時，進入電場加速后的速度由動能定理可求出從O點進入磁場的速度

進入磁場的半徑

由幾何關系得與水平向右方向成到 剛好打到金屬板上．粒子單位時間內打到金屬板的粒子數為

同理粒子進入電在磁場中的半徑由幾何關系得與水平方向成到 剛好打到金屬板上，粒子單位時間內打到金屬板的粒子數為

則通過電阻R上的電流

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩滑塊A、B位于光滑水平面上，已知A的質量MA=1kg，B的質量MB=4kg．滑塊B的左端連有輕質彈簧，彈簧開始處于自由伸長狀態(tài)�，F使滑塊A以v=5m/s速度水平向右運動，通過彈簧與靜止的滑塊B相互作用（整個過程彈簧沒有超過彈性限度），直至分開。則（　�。�

A.物塊A的加速度一直在減小，物塊B的加速度一直在增大

B.作用過程中彈簧的最大彈性勢能

C.滑塊A的最小動能為，滑塊B的最大動能為

D.若滑塊A的質量，B的質量，滑塊A的最小動能為，滑塊B的最大動能為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在動摩擦因數＝0.2的水平面上有一個質量為m＝1kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成＝45°角的不可伸長的輕繩一端相連，如圖所示。此時小球處于靜止平衡狀態(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零，當剪斷輕繩的瞬間（　�。�

A.小球仍處于靜止狀態(tài)

B.小球獲得 10m/s2的加速度

C.如果不剪斷輕繩而是剪斷彈簧，則小球仍處于靜止狀態(tài)

D.如果不剪斷輕繩而是剪斷彈簧，則小球獲得 10m/s2的加速度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，不計質量的光滑小滑輪用細繩懸掛于墻上O點，跨過滑輪的細繩連接物塊A、B，A、B都處于靜止狀態(tài)，現將物塊B移至C點后，A、B仍保持靜止，下列說法中正確的是（ ）

A.B與水平面間的摩擦力變大

B.A、B靜止時，圖中α、β、θ三角始終相等

C.懸于墻上的繩所受拉力大小不變

D.繩子對B的拉力不變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，絕緣水平面上固定著兩根足夠長的光滑金屬導軌 PQ、MN，相距為L=0.5m，ef右側導軌處于勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下，磁感應強度B的大小如圖乙變化。開始時 ab 棒和cd棒鎖定在導軌如圖甲位置，ab棒與cd棒平行，ab棒離水平面高度為h=0.2m，cd棒與ef之間的距離也為L，ab棒的質量為m1=0.2kg，有效電阻R1=0.05Ω，cd棒的質量為 m2=0.1kg，有效電阻為 R2=0.15Ω。設a、b棒在運動過程始終與導軌垂直，兩棒與導軌接觸良好，導軌電阻不計。g 取10m/s2。問：

(1)0 ~1s時間段通過cd棒的電流大小與方向（c到d或d到c）

(2)假如在1s末，同時解除對ab棒和cd棒的鎖定，從解除鎖定到兩棒最終穩(wěn)定運動時，ab棒共產生多少熱量？（結果用分數表示）

(3)ab棒和cd棒穩(wěn)定運動時，它們之間的距離為多大？（結果用分數表示）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】動車組是城際間實現小編組、大密度的高效運輸工具，以其編組靈活、方便、快捷、安全、可靠、舒適等特點而備受世界各國鐵路運輸和城市軌道交通運輸的青睞．幾節(jié)自帶動力的車廂加幾節(jié)不帶動力的車廂編成一組，就是動車組．假設有一動車組由六節(jié)車廂連接而成，每節(jié)車廂的總質量均為m=8×104 kg.其中第一節(jié)、第二節(jié)帶動力，他們的額定功率分別是P1=2×107 W和P2=1×107 W(第一節(jié)車廂達到額定功率如功率不夠用時啟動第二節(jié)車廂)，車在行駛過程中阻力恒為重力的0.1倍(g＝10 m/s2)

(1)求該動車組的最大行駛速度；

(2)若列車以1 m/s2的加速度勻加速啟動，求t＝10 s時，第一節(jié)和第二節(jié)車廂之間拉力的值。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，滑塊甲疊放在長木板乙上，整體置于光滑的水平面上，滑塊甲用一細繩拴接在豎直的墻壁上，在長木板乙上施加一水平向右的恒力，使長木板乙從滑塊甲的下面拉出。下列說法正確的是（ ）

A.恒力對長木板乙做正功，甲對乙的摩擦力做負功，乙對甲的摩擦力做正功，細繩的拉力不做功

B.恒力對長木板以及乙對甲的摩擦力做正功，甲對乙的摩擦力以及細繩的拉力做負功

C.恒力對長木板乙做正功，其余的力均不做功

D.恒力對長木板乙做正功，甲對乙的摩擦力做負功，乙對甲的摩擦力以及細繩的拉力不做功

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，生產車間有兩個相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙，甲的速度為v0，小工件離開甲前與甲的速度相同，并平穩(wěn)地傳到乙上。乙的寬度足夠大，速度為v1。不工件從滑上傳送帶乙至二者相對靜止的過程中，下列說法正確的是（　�。�

A. 以地面為參考系，工件做類平拋運動

B. 以乙為參考系，工件在乙上滑動的軌跡是直線

C. 工件在乙上滑動時，受到乙的摩擦力方向不變

D. 工件沿垂直于乙的速度減小為0時，工件的速度等于v1

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B兩個矩形木塊用輕彈簧和一條與彈簧原長相等的輕繩相連，靜止在水平地面上，繩為非彈性繩且可承受的拉力足夠大。彈簧的勁度系數為k，木塊A和木塊B的質量均為m�，F用一豎直向下的壓力將木塊A緩慢壓縮到某一位置，木塊A在此位置所受的壓力為F(F>mg)，彈簧的彈性勢能為E，撤去力F后，下列說法正確的是

A. 彈簧恢復到原長的過程中，彈簧彈力對A、B的沖量相同

B. 當A速度最大時，彈簧仍處于壓縮狀態(tài)

C. 當B開始運動時，A的速度大小為

D. 全程中，A上升的最大高度為

查看答案和解析>>

同步練習冊答案