【題目】如圖所示，M、N為中心開(kāi)有小孔的平行板電容器的兩極板，相距為D，其右側(cè)有一邊長(zhǎng)為2a的正三角形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在極板M、N之間加上電壓U后，M板電勢(shì)高于N板電勢(shì).現(xiàn)有一帶正電的粒子，質(zhì)量為m，電荷量為q，其重力和初速度均忽略不計(jì)，粒子從極板M的中央小孔S1處射入電容器，穿過(guò)小孔S2后從距三角形A點(diǎn)a的P處垂直AB方向進(jìn)入磁場(chǎng)，試求：

(1)粒子到達(dá)小孔S2時(shí)的速度；

(2)若粒子能從AC間離開(kāi)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足什么條件？

【答案】(1) （2）≤B＜

【解析】(1) 帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)由動(dòng)能定理得： ，解得粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為 ；

(2) 粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到從AC間離開(kāi)，若粒子恰能到達(dá)BC邊界，如圖所示，

設(shè)此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，根據(jù)幾何關(guān)系有此時(shí)粒子的軌道半徑為，由牛頓第二定律可得，由以上兩式解得，

粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到從AC間離開(kāi)，若粒子恰能到達(dá)AC邊界，如圖所示，

設(shè)此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，根據(jù)幾何關(guān)系有： ，由牛頓第二定律可得： ，

由以上兩式解得，總上所述要使粒子能從AC間離開(kāi)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足： 。

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】我國(guó)發(fā)射的“嫦娥三號(hào)”登月探測(cè)器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運(yùn)行；然后經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程，在離月面4 m高處做一次懸停(可認(rèn)為是相對(duì)于月球靜止)；最后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，探測(cè)器自由下落。已知探測(cè)器的質(zhì)量約為1.3×103 kg，地球質(zhì)量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8 m/s2。則此探測(cè)器(　　)

A. 在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9 m/s

B. 懸停時(shí)受到的反沖作用力約為2×103 N

C. 從離開(kāi)近月圓軌道到著陸這段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械能守恒

D. 在近月圓軌道上運(yùn)行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的線速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】(10分). “┙”型滑板，（平面部分足夠長(zhǎng)），質(zhì)量為4m，距滑板的A壁為L1距離的B處放有一質(zhì)量為m，電量為+q的大小不計(jì)的小物體，小物體與板面的摩擦不計(jì)，整個(gè)裝置處于場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，初始時(shí)刻，滑板與小物體都靜止，試求：

(1)釋放小物體，第一次與滑板A壁碰前小物體的速度v1多大？

(2)若小物體與A壁碰后相對(duì)水平面的速度大小為碰前的，碰撞時(shí)間極短，則碰撞后滑板速度多大？（均指對(duì)地速度）

(3)若滑板足夠長(zhǎng)，小物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到第二次碰撞前，電場(chǎng)力做功為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，平行金屬板M、N之間的距離為d，其中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外，有帶電量相同的正、負(fù)離子組成的等離子束，以速度v沿著水平方向由左端連續(xù)射入，電容器的電容為C，當(dāng)S閉合且電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，平行金屬板M、N之間的內(nèi)阻為r，電容器的帶電量為Q，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電容器的充電電荷量Q>CBdv

B．當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電容器的充電電荷量Q＝CBdv

C．當(dāng)S閉合時(shí)，電容器的充電電荷量Q＝CBdv

D．當(dāng)S閉合時(shí)，電容器的充電電荷量Q>CBdv

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖 所示，在水平面上固定著三個(gè)完全相同的木塊，一子彈以水平速度v射入木塊，若子彈在木塊中做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)穿透第三個(gè)木塊時(shí)速度恰好為零，則子彈依次射入每個(gè)木塊時(shí)的速度比和穿過(guò)每個(gè)木塊所用的時(shí)間比分別為（　 �。�

A． B．

C． D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖示是一個(gè)半徑為R的豎直圓形磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向內(nèi)。有一個(gè)粒子源在圓上的A點(diǎn)不停地發(fā)射出速率相同的帶正電的粒子，帶電粒子的質(zhì)量均為m，運(yùn)動(dòng)的半徑為r，在磁場(chǎng)中的軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角為α。以下說(shuō)法正確的是

A. 若r=2R，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為

B. 若r=2R，粒子沿著與半徑方向成45°角斜向下射入磁場(chǎng)，則有關(guān)系成立

C. 若r=R，粒子沿著磁場(chǎng)的半徑方向射入，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

D. 若r=R，粒子沿著與半徑方向成60°角斜向下射入磁場(chǎng)，則圓心角α為150°

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，有三個(gè)質(zhì)量相等、分別帶正電、負(fù)電和不帶電的粒子從兩水平放置的金屬板左側(cè)中央以相同的水平初速度先后射入電場(chǎng)中，最后分別打在正極板的C、B、A處，則

A. 三種粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

B. 三種粒子在電場(chǎng)中的加速度為aA>aB>aC

C. 三種粒子到達(dá)正極板時(shí)動(dòng)能

D. 落在C處的粒子帶正電，落在B處的粒子不帶電，落在A處的粒子帶負(fù)電

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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角θ=37，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=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源�，F(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)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10m/s2。已知sin37=0.60，cos37=0.80，求：

(1)通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；

(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大小和方向；

(3)導(dǎo)體棒受到的靜摩擦力。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】年月我國(guó)宇航員在天宮一號(hào)空間站中進(jìn)行了我國(guó)首次太空授課活動(dòng)，展示了許多在地面上無(wú)法實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，假如要在空間站再次進(jìn)行授課活動(dòng)，下列我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，若移到空間站也能夠?qū)嶒?yàn)操作的有（ ）

A. 利用托盤天平測(cè)質(zhì)量 B. 測(cè)定單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期

C. 利用自由落體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 D. 利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力

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