【題目】如圖所示,半徑R=0.5m的絕緣圓形容器左側(cè)有一平行板電容器,電容器內(nèi)有電場,無磁場，兩極板與水平直徑平行,下極板剛好在水平半徑OA上,下極板有一小孔C。一帶正電的粒了從靠近上板處靜止釋放,經(jīng)電場加速后從下小孔C處以豎直向下的速度出射,當(dāng)粒子離開電場后就立即撤掉平行板電容器,同時加上垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場B=10-2T。已知粒子的比荷為4108C/kg，C點與圓形容器最左端A距離為d,不計子的重力。求：

(1)當(dāng)加速電壓為U1=200V時,帶電粒子在磁場中的運(yùn)動半徑；

(2)如果d=0.2m,為防止粒子打到絕緣容器上,加速電壓U應(yīng)滿足什么條件；

(3)將磁場反向,調(diào)節(jié)加速電壓,使粒子能垂直打到絕緣容器壁上,粒子與器壁碰撞后原速反彈且電量不變最后粒子好回到C點,則當(dāng)d為多大時,粒子回到C點用時最短,最短時間為多少。

【答案】（1）0.1m（2）U1≤3200V（3）d=0.366m，

【解析】

（1）粒子先在電場中加速，后進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動，由動能定理結(jié)合牛頓第二定律求解粒子的運(yùn)動半徑；（2）要使粒子打不到絕緣容器上的臨界狀態(tài)是粒子的軌跡恰好與容器相切，由幾何關(guān)系求解半徑，再求解加速電壓的范圍；（3）要使粒子再次回到C點且時間最短，則粒子與器壁碰撞3次，由幾何關(guān)系求解半徑，然后確定最短時間和D點的位置.

（1）粒子在加速電場中：U1q=mv02；

在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，則

聯(lián)立解得

（2）如果d=0.2m，為防止粒子打到絕緣容器上，則

加速電壓U應(yīng)滿足：

解得U1≤3200V

（3）要使粒子盡快回到C點，則粒子與器壁最少碰撞3次，如圖；由幾何關(guān)系可知， ，則粒子做圓周運(yùn)動的半徑 ，

則

最短時間為

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩車在平直公路上行駛，其位移一時間圖象如圖所示，則下列說法正確的是

A. 0～4s內(nèi)，乙車做勻速直線運(yùn)動

B. 2s末，甲、乙兩車相遇

C. 2s末，甲車的速度小于乙車的速度

D. 0～4s內(nèi)，甲、乙兩車的平均速度相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=2:1，電壓表和電流表均為理想電表，燈泡電阻RL=6Ω，AB端電壓U1=12sin100πt(V)；下列說法正確的是( )

A. 電流頻率為50Hz B. 電壓表的讀數(shù)為6V

C. 電流表的讀數(shù)為0.5A D. 變壓器輸入功率為6W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在xOy平面上，直線OM與x軸正方向夾角為，直線OM左側(cè)存在平行y軸的勻強(qiáng)電場，方向沿y軸負(fù)方向。直線OM右側(cè)存在垂直xOy平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。一帶電量為q，質(zhì)量為m帶正電的粒子忽略重力）從原點O沿x軸正方向以速度射入磁場。此后，粒子穿過磁場與電場的邊界三次，恰好從電場中回到原點。（粒子通過邊界時，其運(yùn)動不受邊界的影響）求：

（1）粒子第一次在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑；

（2）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度；

（3）粒子從O點射出至回到O點所用的時間。

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【題目】如圖，在同一水平面中的光滑平行導(dǎo)軌P、Q相距L=1.5m,導(dǎo)軌左端接有如圖的電路。其中水平放置的平行板電容器兩極板M、N部距離d=10mm,定值電阻R1=R2=12Ω,R3=2Ω,金屬棒ab電阻r=2Ω,其它電阻不計。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌平面,在外力F作用下金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動時,質(zhì)量m=1×1014kg,帶電量q=1×1014C的微粒恰好懸浮于電容器兩極板間。取g=10m/s2，在整個運(yùn)動過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好。且運(yùn)動速度保持恒定。試求：

(1) R1兩端的路端電壓；

(2) 金屬棒ab向右勻速運(yùn)動的速度大小；

(3) 在金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動2m過程中，回路中產(chǎn)生的總熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電阻R=20Ω，電動機(jī)的內(nèi)電阻r=5Ω，電路兩端的電壓U保持不變。開關(guān)斷開時，電流表的示數(shù)為I1，電路消耗的總功率為P1；開關(guān)閉合后，電動機(jī)正常工作，電流表的示數(shù)為I2，電路消耗的總功率為P2。則

A. I2<5I1 B. I2=5I1 C. P2>5P1 D. P2=5P1

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【題目】水平推力F1和F2分別作用于水平面上等質(zhì)量的a，b兩物體上，作用一段時間后撤去推力，物體將繼續(xù)運(yùn)動一段時間后停下。a、b兩物體的v﹣t圖象分別如圖中OAB、OCD所示，圖中AB∥CD．則在整個運(yùn)動過程中（ ）

A. F1的沖量大于F2的沖量

B. F1的沖量等于F2的沖量

C. a物體受到的摩擦力沖量小于b物體受到的摩擦力沖量

D. a物體受到的摩擦力沖量等于b物體受到的摩擦力沖量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】碰撞過程中的動量和能量傳遞規(guī)律在物理學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示，將一個大質(zhì)量的彈性球A（質(zhì)量為m1）和一個小質(zhì)量的彈性球B（質(zhì)量為m2）疊放在一起，從初始高度h0由靜止豎直下落，不計空氣阻力，且h0遠(yuǎn)大于球的半徑。設(shè)A球與地面作用前的速度大小為v0（v0為未知量），A球和地面相碰后，以原速反彈；反彈后它和以v0向下運(yùn)動的B球碰撞，如圖（甲）所示。碰后如圖（乙）所示。取豎直向上為正方向。

（1）a．求v0；

b．有同學(xué)認(rèn)為，兩物體（選為一個系統(tǒng)）在豎直方向碰撞，由于重力的影響，系統(tǒng)動量不再守恒。現(xiàn)通過實驗及計算說明這一問題。

某次實驗時，測得m1=60.0g，m2=3.0g，h0=1.80m，A和B碰撞時間Δt=0.01s，重力加速度g取10m/s2。

①求A和B相互作用前瞬間系統(tǒng)的總動量大小P1；

②求A和B相互作用過程中，系統(tǒng)總動量的變化量大小ΔP；

③計算×100%的值。據(jù)此實驗及結(jié)果，你認(rèn)為物體在豎直方向碰撞過程中，是否可以應(yīng)用動量守恒定律？并簡要說明理由。

（2）若不計系統(tǒng)重力的影響，且m2<<m1，求碰撞后，m2球上升的最大高度h2。

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【題目】關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是（ ）

A. 勻強(qiáng)磁場中的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測定：測出一段通電導(dǎo)線放在磁場中受到的安培力F及該導(dǎo)線的長度L、通過的電流I，則B=

B. 通電導(dǎo)線在某處不受安培力的作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零

C. B=只是定義式，它是磁場本身的屬性，與放不放通電導(dǎo)線無關(guān)

D. 通電導(dǎo)線所受安培力的方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

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