【題目】某學(xué)生設(shè)想一種帶電顆粒的速率分選裝置，其原理如圖所示。兩水平金屬極板之間產(chǎn)生豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E。在兩極板間右下角MNQP矩形區(qū)域內(nèi)還存在水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，水平線O′O是磁場(chǎng)的中心線。發(fā)射器從電場(chǎng)邊緣O′點(diǎn)沿水平方向、以不同的速率不斷發(fā)出相同的帶電顆粒，這些顆粒恰好都能沿直線運(yùn)動(dòng)，直到進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，其中速率為v0的顆粒被磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后剛好打在收集板上的N點(diǎn)。已知MN=3d，MP=2d，重力加速度為g，不計(jì)顆粒間的相互作用。求

(1)這些帶電顆粒的比荷；

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

(3)在收集板上，以O為原點(diǎn)建立向上的坐標(biāo)軸y，可用坐標(biāo)y表示顆粒打在收集板上的位置，請(qǐng)推導(dǎo)出顆粒速度v ＜v0時(shí)y-v的關(guān)系式。

【答案】（1）（2） (3)

【解析】（1）進(jìn)入磁場(chǎng)前，顆粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)

qE=mg

所以

（2）顆粒進(jìn)入磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)速率為υ0的顆粒運(yùn)動(dòng)半徑為r0，由幾何關(guān)系可得r02=(r0-d)2+(3d)2

求得：r0 =5d

顆粒做圓周運(yùn)動(dòng)，有

qυ0B =

B =

（3）如圖所示，當(dāng)顆粒速度υ ＜ υ0時(shí)顆粒將從磁場(chǎng)MN邊的C點(diǎn)射出磁場(chǎng)，再沿直線勻速運(yùn)動(dòng)到收集板上D點(diǎn)，設(shè)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為r，則

r =

由勾股定律可得

r2=(r-d)2+MC2

由三角形相似可得

聯(lián)立求得

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，豎直平面內(nèi)有一光滑管道口徑很小的圓弧軌道，其半徑為，平臺(tái)與軌道的最高點(diǎn)等高。一質(zhì)量可看作質(zhì)點(diǎn)的小球從平臺(tái)邊緣的處平拋，恰能沿圓弧軌道上點(diǎn)的切線方向進(jìn)入軌道內(nèi)側(cè)，軌道半徑與豎直線的夾角為53°，已知sin53°=0.8，cos53°=0.6， 取10m/s2。試求：

（1）小球從點(diǎn)開始平拋到運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所需的時(shí)間t；

（2）小球從A點(diǎn)平拋的速度大小； 點(diǎn)到圓軌道入射點(diǎn)之間的水平距離；

（3）小球到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大�。�

（4）小球沿軌道通過圓弧的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的內(nèi)壁還是外壁有彈力？并求出彈力的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖為A、B兩車沿同一直道做沿直線運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象，兩車從同一位置并排出發(fā)，受到阻力相同，則根據(jù)圖象可以判斷( )

A. 4s末A車追上B車

B. 4s末A車在B車前面

C. 追上前，兩車距離最大為4m

D. A車的牽引力等于B車的牽引力的兩倍

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，波動(dòng)彈性鋼片，把小鋼球與支柱之間的塑料片彈出時(shí)，小鋼球并沒有隨塑料片飛出，關(guān)于這個(gè)過程，下列說法正確的是

A. 彈性鋼片被拉彎，說明力可以改變物體的形狀

B. 彈性鋼片恢復(fù)原位的過程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能

C. 塑料片被彈出，說明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

D. 小鋼球沒有隨塑料片飛出，因?yàn)樾′撉蚓哂袘T性

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m=0.5kg的小球用長(zhǎng)為r=0.4m的細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，在O點(diǎn)的正下方有一個(gè)質(zhì)量為m1=1.0kg的小滑塊，小滑塊放在一塊靜止在光滑水平面上、質(zhì)量為m2=1.0kg的木板左端。現(xiàn)將小球向左上方拉至細(xì)繩與豎直方向夾角θ=60°的位置由靜止釋放，小球擺到最低點(diǎn)與小滑塊發(fā)生正碰并被反彈，碰撞時(shí)間極短，碰后瞬間細(xì)繩對(duì)小球的拉力比碰前瞬間的減小了△T=4.8N，而小滑塊恰好不會(huì)從木板上掉下。已知小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.12，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）碰后瞬間小球的速度大�。�

（2）木板的長(zhǎng)度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】跳傘運(yùn)動(dòng)員做低空跳傘表演，他離開飛機(jī)后先做自由落體運(yùn)動(dòng)，當(dāng)距離地面時(shí)打開降落傘，傘張開后運(yùn)動(dòng)員就以的加速度做勻減、速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)地面時(shí)速度為，問：

（）運(yùn)動(dòng)員離開飛機(jī)時(shí)距地面的高度為多少．

（）離開飛機(jī)后，經(jīng)過多少時(shí)間才能到達(dá)地面．（）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】回旋加速器工作原理示意圖如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，兩盒間的狹縫很小，粒子穿過的時(shí)間可忽略，它們接在電壓為U、頻率為f的交流電源上，若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子在加速器中被加速，下列說法正確的是（）

A. 若只增大交流電壓U，則質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能增大

B. 若只增大交流電壓U，則質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)行時(shí)間會(huì)變短

C. 若磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大，交流電頻率f必須適當(dāng)增大才能正常工作

D. 不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f，該回旋加速器也能用于加速α粒子

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】滑梯是幼兒園必備的一種玩具，它可以培養(yǎng)孩子堅(jiān)定的意志和信心，可以培養(yǎng)孩子的勇敢精神，現(xiàn)有一滑梯，高處水平臺(tái)面距地面高h=1.5m，傾斜槽傾角為37°，下端為水平槽，長(zhǎng)L=0.5m，厚度不計(jì)。傾斜部分和水平部分用一忽略大小的圓弧連接，示意圖如圖所示，一質(zhì)量為20kg的小孩由靜止從高處水平臺(tái)面沿傾斜槽下滑，當(dāng)滑到水平槽末端時(shí)速度大小為v=2m/s。（結(jié)果保留兩位小數(shù)，重力加速度），求：

(1)若滑梯的傾斜槽和水平槽摩擦因數(shù)相同，求出摩擦因數(shù)的值。

(2)若小孩滑到水平槽末端速度大于1m/s時(shí)危險(xiǎn)性較大，為了小孩能滑到水平槽且保證安全，將滑梯水平槽粗糙處理。[傾斜槽的摩擦因數(shù)與(1)問中相同]，請(qǐng)你求出水平槽處理后的摩擦因數(shù)取值范圍。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】橫截面為直角三角形的兩個(gè)相同斜面緊靠在一起，固定在水平面上，如圖所示。它們的豎直邊長(zhǎng)都是底邊長(zhǎng)的一半�，F(xiàn)有三個(gè)小球從左邊斜面的頂點(diǎn)以不同的初速度向右平拋，最后落在斜面上，其落點(diǎn)分別是a、b、c 。下列判斷正確的是( )

A. 三小球比較，落在a點(diǎn)的小球飛行時(shí)間最短

B. 三小球比較，落在c點(diǎn)的小球飛行過程速度變化最大

C. 三小球比較，落在c點(diǎn)的小球飛行過程速度變化最快

D. 無(wú)論小球拋出時(shí)初速度多大，落到斜面上的瞬時(shí)速度都不可能與斜面垂直

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