【題目】如圖所示，MN、PQ是水平帶等量異種電荷的平行金屬板，板長(zhǎng)為L，在PQ板的上方有垂直紙面向里的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電粒子甲以大小為v0的速度從MN板的右邊緣且緊貼M點(diǎn)，沿平行于板的方向射入兩板間，結(jié)果甲粒子恰好從PQ板的左邊緣與水平方向成角飛入磁場(chǎng)，就在甲粒子射入平行板一段時(shí)間后，與甲粒子完全相同的乙粒子從相同的位置以相同的速度射入平行板，結(jié)果兩粒子恰好相遇，粒子重力不計(jì)．求

（1）甲粒子在金屬板間從M到Q運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)它所做的功W

（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；

（3）從甲粒子射出到與乙粒子相遇的時(shí)間t．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

在平行板內(nèi)，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)分解到水平和豎直；進(jìn)入磁場(chǎng)后粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力。

（1）根據(jù)題意可得粒子類平拋運(yùn)動(dòng)的速度偏轉(zhuǎn)角為，所以離開電場(chǎng)時(shí)粒子的速度等于初速度的倍，根據(jù)動(dòng)能定理電場(chǎng)力對(duì)它所做的功

（2）甲粒子完全相同的乙粒子從相同的位置以相同的速度射入平行板，結(jié)果兩粒子恰好相遇，相遇的位置一定在平行板內(nèi)，所以甲粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)從P點(diǎn)又進(jìn)入平行板，所以甲粒子在磁場(chǎng)中的軌跡如下圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系可得：粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，可得：。

（3）要想甲乙可以相遇，當(dāng)甲粒子剛到達(dá)P時(shí)，乙粒子從M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，此時(shí)甲粒子在垂直極板方向的分速度為v0，設(shè)極板的間距為d，結(jié)合甲粒子恰好從PQ板的左邊緣與水平方向成角飛入磁場(chǎng)，位移偏轉(zhuǎn)角的正切值等于速度偏轉(zhuǎn)角正切值的一半，可得d=0.5L，得出乙粒子開始進(jìn)入電場(chǎng)到甲乙相遇經(jīng)歷的時(shí)間滿足，所以從甲粒子射出到與乙粒子相遇的時(shí)間

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】雜技表演中，固定在同一懸點(diǎn)的兩根長(zhǎng)度均為L且不可伸長(zhǎng)的輕繩分別系著甲、乙演員，他們?cè)谕回Q直面內(nèi)先后從不同高度相向無(wú)初速沿圓周擺下，在最低點(diǎn)相擁后，恰能一起擺到甲演員的出發(fā)點(diǎn)。已知甲、乙演員的質(zhì)量分別為2m和m，乙演員的出發(fā)點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，甲、乙演員均視為質(zhì)點(diǎn)。試問(wèn)：

(1)乙演員剛擺到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩的拉力大小為多少?

(2)若兩人接著從甲演員的出發(fā)點(diǎn)一起無(wú)初速擺下到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)甲推開乙，為了使乙恰能回到其最初出發(fā)點(diǎn)，甲演員應(yīng)對(duì)乙演員做多少功?

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)量m＝60kg的運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)豎直向上跳起，經(jīng)t＝0.2 s以大小v＝4 m/s的速度離開地面，取重力加速度g＝10m/s2。在這0.2s內(nèi)( )

A. 地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小為240Ns

B. 地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小為360Ns

C. 地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為零

D. 地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為480 J

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小明家的保險(xiǎn)絲突然熔斷，以下原因不可能的是　　

A. 家用電器的總功率過(guò)大

B. 導(dǎo)線絕緣皮損壞，火線、零線直接接觸，造成短路

C. 燈座里的電線發(fā)生短路

D. 火線斷路

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，甲、乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量,m0為滑輪的質(zhì)量，滑輪大小不計(jì)且光滑。力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大小。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是________

A.用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量

B.將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力

C.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)

D.為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M。

（2）甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶（兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出），已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（3）甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a－F圖象是一條直線，圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為________

A． B． C． D．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一條細(xì)線的一端與水平地面上的物體B相連，另一端繞過(guò)一輕質(zhì)定滑輪與小球A相連，定滑輪用另一條細(xì)線固定在天花板上的O′點(diǎn)，細(xì)線與豎直方向所成的夾角為α，則以下說(shuō)法正確的是(　)

A. 無(wú)論物體B在地板上左移還是右移，只要距離足夠小，α角將不變

B. 增大小球A的質(zhì)量，若B仍保持不動(dòng)，α角不變

C. 若OB繩與地面夾角為300，則α=300

D. 將B向右移動(dòng)少許，若B仍保持不動(dòng)，則B與地面的摩擦力變大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻由同一地點(diǎn)沿同一方向開始做直線運(yùn)動(dòng)，若以該時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，得到兩質(zhì)點(diǎn)的x－t圖象如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是

A. 0~t1時(shí)間內(nèi)，乙質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B. t1時(shí)刻，乙質(zhì)點(diǎn)從后面追上甲質(zhì)點(diǎn)

C. t1時(shí)刻，兩質(zhì)點(diǎn)相距最遠(yuǎn)

D. 0~t1時(shí)間內(nèi)，兩質(zhì)點(diǎn)的平均速度相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在空間有一坐標(biāo)系直線與軸正方向的夾角為30°，第一象限內(nèi)有兩個(gè)方向都垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，直線是他們的邊界，上方區(qū)域Ⅰ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為一質(zhì)量為電荷量為的質(zhì)子(不計(jì)重力)以速度從點(diǎn)沿與成30°角的方向垂直磁場(chǎng)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ,質(zhì)子先后通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域和Ⅱ后，恰好垂直打在軸上的Q點(diǎn)(圖中未畫出),則

A. 質(zhì)子在區(qū)域Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

B. 質(zhì)子在區(qū)域Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

C. 質(zhì)子在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

D. 質(zhì)子在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電阻不計(jì)、足夠長(zhǎng)的光滑U形金屬框架MNPQ，位于光滑水平桌面上，分界線OO′分別與平行導(dǎo)軌MN和PQ垂直，兩導(dǎo)軌相距L。在OO′的左右兩側(cè)存在著區(qū)域很大、方向分別為豎直向上和豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B。另有質(zhì)量也為m的金屬棒CD，垂直于MN放置在OO′左側(cè)導(dǎo)軌上，并用一根細(xì)線系在定點(diǎn)A。已知，細(xì)線能承受的最大拉力為T0 ，CD棒接入導(dǎo)軌間的有效電阻為R。現(xiàn)從t=0時(shí)刻開始對(duì)U形框架施加水平向右的拉力F，使其從靜止開始做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

（1）求從框架開始運(yùn)動(dòng)到細(xì)線斷裂所需的時(shí)間t0；

（2）若細(xì)線尚未斷裂，求在t時(shí)刻水平拉力F的大小；

（3）求從框架開始運(yùn)動(dòng)到細(xì)線斷裂的過(guò)程中流過(guò)回路的電量q。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案