【題目】如圖所示,長(zhǎng)為、相距為的兩平行金屬板,有一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電的粒子以初速度從兩板中央平行極板方向射入電場(chǎng),從飛入時(shí)刻算起,A、B板間所加電壓的變化規(guī)律如圖所示(圖中所給T均未知)且粒子從上極板邊緣C點(diǎn)離開(kāi)極板(不計(jì)粒子重力).

1)為了使帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度最大,求速度的最大值;

2)為了使帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度最小,交變電壓周期T應(yīng)滿足什么條件,所加電壓為多大;

3)當(dāng)帶電粒子以最大速度離開(kāi)電場(chǎng)時(shí),在兩平行金屬板右側(cè)緊貼極板加一恒定磁場(chǎng),粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從下極板由邊緣D點(diǎn)進(jìn)入平行金屬板,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少?

【答案】1 ;(2n=1、2、……);(3。

【解析】

1)設(shè)粒子從上極板邊緣C點(diǎn)離開(kāi)極板時(shí)豎直速度為vy,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

粒子在水平方向

粒子在豎直方向

解得

則粒子離開(kāi)時(shí)的速度

2)當(dāng)粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度最小時(shí),則豎直方向速度為零,故粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,其中(n=1、2、……),則周期為

粒子在水平方向

粒子在豎直方向

解得

n=1、2、……)

3)最大速度離開(kāi)的速度為,方向與水平方向夾角為450,由幾何關(guān)系得在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)半徑是

洛侖茲力提供向心力

解得

在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓心角為

則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間

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,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾θ=30°,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源.現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.04kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒能靜止于導(dǎo)軌上,且恰好與導(dǎo)軌間無(wú)摩擦力的作用.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),g10m/s2.求:

1)此時(shí)金屬棒受到的安培力的大;

2)導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻;

3)若通電一段時(shí)間后,電池的電動(dòng)勢(shì)保持不變,而內(nèi)阻變?yōu)?/span>r′=1.50Ω,導(dǎo)體棒仍處于靜止?fàn)顟B(tài),求此時(shí)導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,定值電阻R1=16Ω,當(dāng)S斷開(kāi)時(shí),R1上消耗的電功率為1W,此時(shí)電源內(nèi)阻上發(fā)熱的功率為0.125W.當(dāng)S閉合時(shí),R1上消耗的電功率為0.64W.求:

1)內(nèi)電阻r;

2)電源電動(dòng)勢(shì)E

3S閉合后干路的總電流;

4S閉合后電燈消耗的電功率.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,絕緣中空軌道豎直固定,圓弧段COD光滑,對(duì)應(yīng)圓心角為120°,C、D兩端等高,O為最低點(diǎn),圓弧圓心為O,半徑為R。直線段AC,HD粗糙,與圓弧段分別在C,D端相切。整個(gè)裝置處于方向垂直于軌道所在平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在豎直虛線MC左側(cè)和ND右側(cè)還分別存在著場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向水平向右和向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量恒為q、直徑略小于軌道內(nèi)徑、可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電小球,從軌道內(nèi)距C點(diǎn)足夠遠(yuǎn)的P點(diǎn)由靜止釋放。若,小球所受電場(chǎng)力等于其重力的倍,重力加速度為g.

A.小球釋放瞬間的加速度為

B.小球在軌道內(nèi)受到的摩擦力可能大于

C.經(jīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間,小球克服摩擦力做的總功是

D.小球經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí),對(duì)軌道的彈力可能為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】小明同學(xué)想利用如下器材測(cè)一節(jié)疊層電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室備有下列器材:

A.電流表A1(滿偏電流10mA,內(nèi)阻Rg=10Ω)

B.電流表A2(00.63A,內(nèi)阻未知)

C.滑動(dòng)變阻器R(050Ω)

D.定值電阻R0(990Ω)

E.開(kāi)關(guān)S與導(dǎo)線若干

1)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)電路,并將電路圖畫(huà)在本題的方框內(nèi),并標(biāo)注所選器材的符號(hào)(比如A1)

_______

2)小明利用上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路得到多組電流表A1的示數(shù)I1和電流表A2的示數(shù)I2,然后通過(guò)描點(diǎn)作圖,得到I1-I2的圖像,若圖像斜率的絕對(duì)值為k,則該電池內(nèi)阻r的表達(dá)式為r=____________.

3)該實(shí)驗(yàn)中測(cè)得電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值E′與真實(shí)值E的關(guān)系為E_________E(選填“>”、“<”或者“=”)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一帶正電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從A點(diǎn)經(jīng)B、C運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),其v-t圖象如圖所示,則下列說(shuō)法中正確的是( )

A.A處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定小于B處的電場(chǎng)強(qiáng)度

B.A處的電勢(shì)一定大于在B處的電勢(shì)

C.CD間各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都為零

D.AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差不等于CB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,邊長(zhǎng)為L的正方形abcd為兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界,正方形內(nèi)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,正方形外的磁場(chǎng)范圍足夠大,方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B;把一個(gè)離子源放在頂點(diǎn)a處,它將沿ac連線方向發(fā)射質(zhì)量也為m、電荷量為qq>0)、初速度為v0= 的帶電粒子(重力不計(jì)),下列說(shuō)法正確的是

A.粒子第一次到達(dá)d點(diǎn)所用的時(shí)間為

B.粒子第一次到達(dá)c點(diǎn)所用的時(shí)間為

C.粒子第一次到達(dá)b點(diǎn)所用的時(shí)間為

D.粒子第一次返回a點(diǎn)所用的時(shí)間為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一款益智類的兒童彈射玩具,模型如圖所示,段是長(zhǎng)度連續(xù)可調(diào)的豎直伸縮桿,BCD段是半徑為R的四分之三圓弧彎桿,DE段是長(zhǎng)度為2R的水平桿, AB桿稍稍錯(cuò)開(kāi)。豎直標(biāo)桿內(nèi)裝有下端固定且勁度系數(shù)較大的輕質(zhì)彈簧,在彈簧上端放置質(zhì)量為m的小球。每次將彈簧的長(zhǎng)度壓縮至P點(diǎn)后鎖定,設(shè)PB的高度差為h,解除鎖定后彈簧可將小球彈出。在彈射器的右側(cè)裝有可左右移動(dòng)的寬為2R的盒子用于接收小球,盒子的左端最高點(diǎn)QP點(diǎn)等高,且與E的水平距離為x,已知彈簧鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能Ep=9mgR,小球與水平桿的動(dòng)摩擦因μ=0.5,與其他部分的摩擦不計(jì),不計(jì)小球受到的空氣阻力及解除鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能損失,不考慮伸縮豎直軒粗細(xì)變化對(duì)小球的影響且管的粗細(xì)遠(yuǎn)小于圓的半徑,重力加速度為g。求:

(1)當(dāng)h=3R時(shí),小球到達(dá)管道的最高點(diǎn)C處時(shí)的速度大小vc;

(2)(1)問(wèn)中小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)管道作用力的大小;

(3)h連續(xù)可調(diào),要使該小球能掉入盒中,求x的最大值?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一輕彈簧的一端固定在水平面上,另一端與質(zhì)量為M的物塊b固定連接。質(zhì)量為m的小物塊a位于b的正上方,兩者之間的距離為h。靜止釋放小物塊a,a、b碰后共速向下運(yùn)動(dòng)但不粘連,壓縮彈簧到最低點(diǎn)后兩物塊向上運(yùn)動(dòng),且上升至最高點(diǎn)時(shí)恰不分離,重力加速度為g。則( )

A.a、b碰撞損失的機(jī)械能為

B.ab向上運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)

C.若僅增大h,碰后ab一起達(dá)到最大動(dòng)能時(shí)的位置將降低

D.若僅增大h,碰后ab向上運(yùn)動(dòng)時(shí)一定能分離

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