如圖所示,一對(duì)平行放置的金屬板M、N的中心各有一小孔P、Q、PQ連線垂直金屬板;N板右側(cè)的圓A內(nèi)分布有方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,圓半徑為r,且圓心O在PQ的延長(zhǎng)線上,F(xiàn)使置于P處的粒子源連續(xù)不斷地沿PQ方向放出質(zhì)量為m、電量為+q的帶電粒子(帶電粒子的重力和初速度忽略不計(jì),粒子間的相互作用力忽略不計(jì)),從某一時(shí)刻開始,在板M、N間加上如圖乙所示的交變電壓,周期為T,電壓大小為U。如果只有在每一個(gè)周期的0—T/4時(shí)間內(nèi)放出的帶電粒子才能從小孔Q中射出,求:

(1)在每一個(gè)周期內(nèi)哪段時(shí)間放出的帶電粒子到達(dá)Q孔的速度最大?

(2)該圓形磁場(chǎng)的哪些地方有帶電粒子射出,在圖中標(biāo)出有帶電粒子射出的區(qū)域。

 

(1)

(2)見解析


解析:

(1)在每一個(gè)周期內(nèi)放出的帶電粒子到達(dá)Q孔的速度最大。設(shè)最大速度為v,則據(jù)動(dòng)能定理得,求得。

(2)因?yàn)?sub>解得帶電粒子在磁場(chǎng)中的最小偏轉(zhuǎn)角為。所以如圖中斜線部分有帶電粒子射出。

 

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:

如圖甲所示,一對(duì)平行放置的金屬板M、N的中心各有一小孔P、Q,PQ的連線垂直于金屬板,兩板間距為d。

圖甲

(1)如果在板M、N間加上垂直于紙面方向的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖乙所示。t=0時(shí)刻,質(zhì)量為m、電量為-q的粒子沿PQ方向以速度v\-0射入磁場(chǎng),正好垂直于N板從Q孔射出磁場(chǎng)。已知粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間恰為一個(gè)周期,且與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期相同,求v0的大小。

圖乙

(2)如果在板M、N間加上沿PQ方向的電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖丙所示。在P孔處放一粒子源,粒子源連續(xù)不斷地放出質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(粒子初速度和粒子間相互作用力不計(jì)),已知只有在每個(gè)周期的前14個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)放出的帶電粒子才能從小孔Q處射出,求這些帶電粒子到達(dá)Q孔處的速度范圍。

圖丙

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,水平桌面上放著一對(duì)平行金屬導(dǎo)軌,左端與一電源相連,中間還串有一開關(guān)K.導(dǎo)軌上放著一根金屬棒ab,空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知兩導(dǎo)軌間距為d,電源電動(dòng)勢(shì)為E,導(dǎo)軌電阻及電源內(nèi)阻均不計(jì),ab棒的電阻為R,質(zhì)量為m,棒與導(dǎo)軌間摩擦不計(jì).閉合開關(guān)K,ab棒向右運(yùn)動(dòng)并從桌邊水平飛出,已知桌面離地高度為h,金屬棒落地點(diǎn)的水平位移為s.下面的結(jié)論中正確是

A.磁場(chǎng)力對(duì)ab棒的沖量大小

B.磁場(chǎng)力對(duì)ab棒所做的功

C.開始時(shí)ab棒離導(dǎo)軌右端的距離

D.a(chǎn)b棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)間

 

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖甲所示,一對(duì)平行放置的金屬板M、N的中心各有一小孔P、Q,PQ的連線垂直于金屬板,兩板間距為d。
       (1)如果在板M、N之間加上垂直于紙面方向的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖乙所示。T=0時(shí)刻,質(zhì)量為m、電量為-q的粒子沿PQ方向以速度射入磁場(chǎng),正好垂直于N板從Q孔射出磁場(chǎng)。已知粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間恰為一個(gè)周 期,且與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期相同,求的大小。
       (2)如果在板M、N間加上沿PQ方向的電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖丙所示,在P孔處放一粒子源,粒子源連續(xù)不斷地放出質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(粒子初速度和粒子間相互作用力不計(jì)),已知只有在每個(gè)周期的個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)放出的帶電粒子才能從小孔Q處射出,求這些帶電粒子到達(dá)Q孔處的速度范圍。

 

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖甲所示,一對(duì)平行放置的金屬板M、N的中心各有一小孔P、Q,PQ的連線垂直于金屬板,兩板間距為d。?

圖甲

(1)如果在板M、N間加上垂直于紙面方向的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖乙所示。t=0時(shí)刻,質(zhì)量為m、電量為-q的粒子沿PQ方向以速度v0射入磁場(chǎng),正好垂直于N板從Q孔射出磁場(chǎng)。已知粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間恰為一個(gè)周期,且與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期相同,求v0的大小。?

圖乙

(2)如果在板M、N間加上沿PQ方向的電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖丙所示。在P孔處放一粒子源,粒子源連續(xù)不斷地放出質(zhì)量為m、帶電量為+q?的粒子(粒子初速度和粒子間相互作用力不計(jì)),已知只有在每個(gè)周期的前14個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)放出的帶電粒子才能從小孔Q處射出,求這些帶電粒子到達(dá)Q孔處的速度范圍。?

圖丙

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖甲所示,一對(duì)平行放置的金屬板M、N的中心各有一小孔P、Q,PQ的連線垂直于金屬板,兩板間距為d。

    (1)如果在板M、N之間加上垂直于紙面方向的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖乙所示。T=0時(shí)刻,質(zhì)量為m、電量為-q的粒子沿PQ方向以速度射入磁場(chǎng),正好垂直于N板從Q孔射出磁場(chǎng)。已知粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間恰為一個(gè)周 期,且與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期相同,求的大小。

    (2)如果在板M、N間加上沿PQ方向的電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖丙所示,在P孔處放一粒子源,粒子源連續(xù)不斷地放出質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(粒子初速度和粒子間相互作用力不計(jì)),已知只有在每個(gè)周期的個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)放出的帶電粒子才能從小孔Q處射出,求這些帶電粒子到達(dá)Q孔處的速度范圍。

 


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