【題目】在xOy平面的x軸上方區(qū)域范圍內(nèi)存在著范圍足夠大的勻強磁場(如圖甲所示)。在空間坐標(biāo)(x=0,y=a)處有一粒子源,在某一時刻向平面內(nèi)各個方向均勻發(fā)射N個(N足夠大)質(zhì)量為m、電荷量為-q,速度為v0的帶電粒子:(不計粒子重力及粒子間的相互作用,題中N、a 、m、-q、v0均為已知量)
(1)若放射源所發(fā)出的粒子恰好有不能到達x軸,求磁感應(yīng)強度為多大;
(2)求解第(1)問中,x軸上能接收到粒子的區(qū)域長度L;
(3)若磁場僅限制在一個半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi),圓心在坐標(biāo)處。保持磁感應(yīng)強度不變,在x軸的正半軸 區(qū)間上鋪設(shè)擋板,粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在擋板上并被擋板吸收,求:這部分粒子在先后到達板上的時間內(nèi)對擋板的平均作用力。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
(1)由幾關(guān)系可知左右兩個相切圓為臨界條件,由于有不能到達要x軸,所以
由幾何關(guān)系知,磁場中做圓周運動半徑為R=a
洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得
解得
則磁感應(yīng)強度
(2)粒子打x軸上的范圍如圖所示,
x軸右側(cè)長度為
x軸左側(cè),與軸相切,由幾何關(guān)系知
聯(lián)立可得
(3)粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在擋板上,根據(jù)幾何關(guān)系則有
解得
粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在擋板上的動量的變化量
粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在擋板上運動的最短時間
粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在擋板上運動的最長時間
這部分粒子在先后到達板上的時間內(nèi)對擋板的平均作用力
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【題目】“嫦娥二號”衛(wèi)星由地面發(fā)射后,進入地月轉(zhuǎn)移軌道,經(jīng)多次變軌最終進入距離月球表面100 km,周期為118 min的工作軌道,開始對月球進行探測,則不正確是( )
A.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的運動速度比月球的第一宇宙速度小
B.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上經(jīng)過P點的速度比在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點時大
C.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運動的周期比在軌道Ⅰ上小
D.衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的機械能比在軌道Ⅱ上大
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【題目】如圖所示為汽車在水平路面上啟動過程中的速度圖像,Oa為過原點的傾斜直線,ab段表示以額定功率行駛時的加速階段,bc段是與ab段相切的水平直線,則下述說法正確的是( 。
A.0~t1時間內(nèi)汽車做勻加速運動且功率恒定
B.t1~t2時間內(nèi)汽車牽引力逐漸增大
C.t1~t2時間內(nèi)的平均速度為(v1+v2)
D.在全過程中t1時刻的牽引力及其功率都是最大值,t2~t3時間內(nèi)牽引力最小
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【題目】如圖所示,平行板a、b組成的電容器與電池E連接,平行板電容器P處固定放置一帶負(fù)電的點電荷,平行板b接地,F(xiàn)將電容器的b板向下稍微移動,則( )
A. 點電荷所受電場力增大B. 點電荷在P處的電勢能減少
C. P點電勢減小D. 電容器的帶電荷量增加
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【題目】(14分)如圖所示,充電后的平行板電容器水平放置,電容為C,極板間的距離為d,上板正中有一小孔。質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落,穿過小孔到達下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計,極板間電場可視為勻強電場,重力加速度為g)。求:
(1)小球到達小孔處的速度;
(2)極板間電場強度的大小和電容器所帶電荷量;
(3)小球從開始下落運動到下極板處的時間。
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【題目】如圖是雙縫干涉實驗裝置的示意圖,S為單縫,S1、S2為雙縫,P為光屏.用綠光從左邊照射單縫S時,可在光屏P上觀察到干涉條紋.下列說法正確的是( ).
A.減小雙縫間的距離,干涉條紋間的距離減小
B.增大雙縫到屏的距離,干涉條紋間的距離增大
C.將綠光換為紅光,干涉條紋間的距離減小
D.將綠光換為紫光,干涉條紋間的距離增大
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【題目】如圖所示,木板可繞固定水平軸O轉(zhuǎn)動,木板從水平位置OA緩慢轉(zhuǎn)到OB位置,木板上的物塊始終相對于木板靜止.在這一過程中,物塊的重力勢能增加了2J。用FN表示物塊受到的支持力,用f表示物塊受到的摩擦力。在此過程中,以下判斷正確的是( )
A.FN和f對物塊都不做功
B.FN對物塊做功為2J,f對物塊不做功
C.FN對物塊不做功,f對物塊做功為2J
D.FN和f對物塊所做功的代數(shù)和為0
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【題目】如圖所示是空間某一電場中的一條電場線.、是該電場線上的兩點.下列說法中正確的是( )
A. 該電場一定是勻強電場
B. 比較、兩點的場強大小,一定有
C. 比較同一個試探電荷在、兩點受到的電場力,一定有
D. 比較電子在、兩點的電勢能,一定有
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【題目】如圖所示,質(zhì)量相同的兩個帶電粒子P、Q以相同的速度沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強電場中,P從兩極板正中央射人,Q從下極板邊緣處射入,它們最后打在同一點(重力不計),則從開始射入到打到上板的過程中( 。
A. 它們運動的時間
B. 它們運動的加速度
C. 它們的動能增加之比
D. 它們所帶的電荷量之比
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