【題目】如圖所示的直角坐標(biāo)系中,在0≤y≤3L的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一厚度不計(jì),長(zhǎng)度為5L的收集板MN放置在y=2L的直線(xiàn)上,M點(diǎn)的坐標(biāo)為(L,2L)。一粒子源位于P點(diǎn),可連續(xù)發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子(初速度近似為零),粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后沿y軸進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域(加速時(shí)間很短,忽略不計(jì))。若收集板上下表面均可收集粒子,粒子與收集板麵后被吸收并導(dǎo)走,電場(chǎng)加速電壓連續(xù)可調(diào),不計(jì)粒子重力和粒子間的作用力。求

(1)若某粒子在(L,0)處離開(kāi)磁場(chǎng),則該粒子的加速電壓U0的大小;

(2)收集板MN的下表面收集到的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間;

(3)收集板(上下兩表面)無(wú)法收集到粒子區(qū)域的x坐標(biāo)范圍。

【答案】(1) (2) (3)2L<x<4L及(3+)L<x≤6L

【解析】(1)由題意知,粒子在邊界距d點(diǎn)L處離開(kāi)磁場(chǎng),半徑

(2) 如圖,軌跡1為打在下板最長(zhǎng)時(shí)間對(duì)應(yīng)軌跡

(3)①打到下板面最右端的粒子軌跡與板下表面相切,如圖軌跡1:

切點(diǎn)Ey軸距離為xE=2L

∴下表面不能打到的區(qū)域2L<x≤6L

②打到上極板面,存在兩個(gè)臨界情況:如圖軌跡2所示,

與收集板左端點(diǎn)相交,上極板粒子達(dá)到的最近點(diǎn)F,由幾何關(guān)系:

R2 -(R-L)=(2L)2 得:R=2.5L

xF=R+(R-L)=4L

如圖軌跡3所示,與磁場(chǎng)上邊界相切,上極板粒子達(dá)到的最遠(yuǎn)點(diǎn)G,

軌跡半徑:R=3L

xG=(3+)L

故,粒子收集不到的區(qū)域?yàn)椋?/span>2L<x<4L及(3+)L<x≤6L

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】利用氣墊導(dǎo)軌研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,求物體運(yùn)動(dòng)的加速度。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。主要的實(shí)驗(yàn)步驟:

(1)滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌0刻度處,在拉力作用下由靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng),測(cè)量滑塊從光電門(mén)1到光電門(mén)2經(jīng)歷的時(shí)間t,測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)之間的距離s;

(2)只移動(dòng)光電門(mén)1,改變s,多次實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)記錄如下表所示;

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算、描點(diǎn)、作出圖像,如圖乙所示。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析,回答下列問(wèn)題:

導(dǎo)軌標(biāo)尺的最小分度為_______cm,讀出如圖甲所示兩光電門(mén)之間的距離s1,并計(jì)算=______ms。假設(shè)圖線(xiàn)的斜率大小為k,縱截距為b,則滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_______;作出圖像,求出本次測(cè)量的加速度大小為__________ms2。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,間距L=1m、足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌傾角θ=37°,質(zhì)量m=0.5kg的金屬棒通過(guò)跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線(xiàn)與質(zhì)量M=1kg的重錘相連,滑輪左側(cè)細(xì)線(xiàn)與導(dǎo)軌平行,金屬棒電阻R=1Ω(除金屬棒外其他電阻均不計(jì)),金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,二者間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=1T,已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,初始狀態(tài),金屬棒位于導(dǎo)軌的最下端,現(xiàn)將重錘由靜止釋放,經(jīng)t=3.5s重錘達(dá)到最大速度。

(1)求重錘由靜止釋放直至達(dá)到最大速度的過(guò)程中金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱;

(2)若當(dāng)重錘達(dá)到最大速度的同時(shí),令磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,以達(dá)到回路中不再產(chǎn)生焦耳熱的目的,求磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系式。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】201761511時(shí),中國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心采用長(zhǎng)征四號(hào)乙運(yùn)載火箭,成功發(fā)射首顆x射線(xiàn)空間天文衛(wèi)星慧眼。并在引力波事件發(fā)生時(shí)成功監(jiān)測(cè)了引力波源所在的天區(qū)。已知慧眼在距離地面550km的圓軌道上運(yùn)行,則其

A. 線(xiàn)速度大于第一宇宙速度

B. 運(yùn)行周期大于地球自轉(zhuǎn)周期

C. 角速度小于同步衛(wèi)星的角速度

D. 向心加速度大于靜止在地球赤道上物體的向心加速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步,手機(jī)給我們?nèi)粘5纳顜?lái)了很大的便利,尤其是智能手機(jī)上裝載的眾多app軟件改變著我們的生活。如圖所示為某款運(yùn)動(dòng)軟件app的截圖,表示了某次運(yùn)動(dòng)的具體信息,其中有一些描述此次運(yùn)動(dòng)的具體數(shù)據(jù),下列說(shuō)法正確的是

A. 1.96公里描述的是此次運(yùn)動(dòng)的位移的大小

B. 根據(jù)截圖中的數(shù)據(jù),可以計(jì)算出此次運(yùn)動(dòng)的平均速度的大小

C. 平均配速越低,說(shuō)明此次運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)得就越快

D. 千卡是一個(gè)描述功率的單位

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(題文)201747日出現(xiàn)了木星沖日的天文奇觀(guān),木星離地球最近最亮。當(dāng)?shù)厍蛭挥谔?yáng)和木星之間且三者幾乎排成一條直線(xiàn)時(shí),天文學(xué)稱(chēng)之為木星沖日。木星與地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。不考慮木星與地球的自轉(zhuǎn),相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。則( )

A. 木星運(yùn)行的加速度比地球運(yùn)行的加速度大

B. 木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大

C. 下一次木星沖日的時(shí)間大約在20277月份

D. 在木星表面附近發(fā)射飛行器的速度至少為7.9km/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“2.5V,0.3A”字樣的小燈泡L的伏安特性曲線(xiàn),要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加到額定值,且盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差.可供選擇的器材除小燈泡、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)外,還有:

A.電壓表V,量程0~3V,內(nèi)阻約5kΩ

B.電流表A1,量程0~300mA,內(nèi)阻約0.25Ω

C.電流表A2,量程0~100mA,內(nèi)阻約

D.滑動(dòng)變阻器R1,最大阻值10Ω,額定電流2.0A

E.滑動(dòng)變阻器R2,最大阻值100Ω,額定電流1.0A

F.直流電源E,電動(dòng)勢(shì)約3V,內(nèi)阻

上述器材中,電流表應(yīng)選______,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選______(填寫(xiě)所選器材前的字母代號(hào))。

請(qǐng)將虛線(xiàn)框內(nèi)圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)畫(huà)完整______,并在圖2中進(jìn)行實(shí)物連線(xiàn)______

如圖3是該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出的伏安特性曲線(xiàn)。從圖線(xiàn)可以得出小燈泡燈絲的電阻率隨溫度變化的特點(diǎn)是_________。

在實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)小燈泡兩端加2.5V的電壓時(shí),此時(shí)小燈泡的電阻為_________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。

在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)過(guò)程中,若用P、I、U、R分別表示小燈泡的功率、通過(guò)的電流、兩端的電壓和電阻,則下列圖象可能正確的是______________.

A B

C D

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】概念是物理學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)和重要組成部分,以下有關(guān)物理概念的描述正確的是( )

A.比值定義法是物理概念中常用的一種定義新物理量的方法,即用兩個(gè)已知物理量的比值表示一個(gè)新的物理量,如電容的定義,表示CQ成正比,與U成反比,這就是比值定義的特點(diǎn)

B.不計(jì)空氣阻力和浮力的影響,斜向上拋出一物體,則物體在空中的運(yùn)動(dòng)是一種勻變速運(yùn)動(dòng)

C.靜止的物體可能受到滑動(dòng)摩擦力,運(yùn)動(dòng)的物體不可能受到靜摩擦力

D.圓周運(yùn)動(dòng)是一種加速度不斷變化的運(yùn)動(dòng),其向心力就是物體受到的力的合力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】納米材料的抗拉強(qiáng)度幾乎比鋼材還高出100倍,使人們?cè)O(shè)想的太空電梯成為可能.其工作原理是從同步衛(wèi)星高度的太空站豎直放下由納米材料做成的太空電梯,固定在赤道上,這樣太空電梯隨地球一起旋轉(zhuǎn),如圖所示.關(guān)于太空電梯倉(cāng)停在太空電梯中點(diǎn)P時(shí),下列對(duì)于太空電梯倉(cāng)說(shuō)法正確的是(  )

A. 處于平衡狀態(tài)

B. 速度比同步衛(wèi)星大

C. 向心加速度比同高度衛(wèi)星的小

D. 處于完全失重狀態(tài)

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同步練習(xí)冊(cè)答案