【題目】如圖所示，靜止于A處的帶正電粒子，經(jīng)加速電場加速后沿圖中 圓弧虛線通過靜電分析器，從P點垂直CN豎直向上進入矩形區(qū)域的有界勻強磁場（磁感應(yīng)強度大小變化，方向如圖所示，其CNQD為勻強磁場的邊界，邊界處無磁場）。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射狀分布的電場，粒子途經(jīng)圓弧各處場強大小均為E，方向如圖所示。已知圓弧虛線的半徑為R，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，QN=2R，PN=3R，粒子重力不計。

（1）求加速電場中的電壓U的大小；

（2）若粒子最終能打在QN上，求磁感應(yīng)強度B的取值范圍。

【答案】（1） （2）

【解析】（1）粒子的運動軌跡圖如圖所示

粒子在靜電分析器中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得

解得

粒子在加速電場中加速，由動能定理得

解得

（2）當(dāng)粒子恰好過N點時，由幾何關(guān)系得

當(dāng)粒子的軌跡剛好與QD相切時，由幾何關(guān)系可得

若粒子最終能打在QN上，則粒子的軌道半徑取值范圍

粒子在磁場中做勻速圓周運動由牛頓第二定律得

解得

綜上所述本題答案是：（1） （2）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】將三個質(zhì)量相等的帶電微粒分別以相同的水平速度由P點射人水平放置的平行金屬板間，已知上板帶正電，下板接地，三個微粒分別落在圖中A、B、C三點，不計其重力作用，則

A. 三個微粒所帶電荷量相同

B. 三個微粒在電場中運動時間相等

C. 三個微粒所受電場力的大小關(guān)系是FA<FB<FC

D. 三個微粒到達下板時的動能關(guān)系是EkA<EkB<EkC

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在粗糙絕緣水平面上有一正方形閉合金屬線框abcd，其邊長為l、質(zhì)量為m、電阻為R，金屬線框與水平面的動摩擦因數(shù)為。足夠大的虛線框內(nèi)有一勻強磁場，磁場方向豎直向下，開始時金屬線框的ab邊與磁場的邊重合，現(xiàn)使金屬線框以初速度沿水平面滑入磁場區(qū)域，運動一段時間后停止，此時金屬線框的dc邊與磁場區(qū)域的邊距離為l。則下列說法正確的是（ ）

A. 整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為

B. dc邊剛進入磁場時線框的速度為

C. 線框進入磁場的時間為

D. 增大線框的初速度，線框進入磁場的時間不變。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在科學(xué)研究中常用電場和磁場來控制帶電粒子的運動，如圖甲所示是一種電荷擴束裝置，它由粒子源、加速電場、擴束電場組成。其工作原理可簡化為如下過程：粒子源產(chǎn)生的同種帶正電粒子（粒子重力忽略不計）經(jīng)加速電場加速后，以速度v0連續(xù)不斷地沿平行于平行金屬板A和B的方向從兩極板正中央射入勻強擴束電場。 已知金屬板長為L，相距為d．

(1)當(dāng)兩板間電壓U１=U0時，粒子恰好打在下極板B的中點．求帶電粒子的比荷；

(2)若AB間加如圖乙所示的方波形電壓，其周期，從t=0開始，前內(nèi)UAB=，后內(nèi)UAB=，上述粒子仍然以速度v0沿原來方向持續(xù)射入電場，求射出電場時粒子束的寬度D；

(3)若緊貼極板右側(cè)建立xOy坐標(biāo)系，O點為極板右側(cè)的中點，在坐標(biāo)系的第I、IV象限某區(qū)域內(nèi)存在一個圓形的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于xOy坐標(biāo)平面，要使從最下方射出的粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后經(jīng)過坐標(biāo)為（2d，2d）的P點出磁場，求磁感應(yīng)強度B的最大值．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】掃地機器人是智能家用電器的一種，它利用自身攜帶的小型吸塵部件進行吸塵清掃。如圖為某品牌的掃地機器人，已知其電池容量300mA·h，額定工作電壓12V，額定功率18W，則下列說法正確的是

A. 掃地機器人的電阻是82Ω

B. 題中“mA·h”是能量單位

C. 掃地機器人正常工作時的電流是1.5A

D. 掃地機器人充滿電后能夠連續(xù)正常工作的最長時間約為2h

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，可用來加速帶電粒子，其原理如圖所示。這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙。下列說法正確的是（ ）

A. 粒子從磁場中獲得能量

B. 粒子在磁場中運動的周期越來越小

C. 加速電場的周期隨粒子速度增大而增大

D. 粒子從D形盒射出時的動能與加速電場的電壓無關(guān)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究平拋運動的運動規(guī)律”的實驗中，可以描繪出小球平拋運動的軌跡，實驗簡要步驟如下：

A．讓小球多次從________釋放，在一張印有小方格的紙記下小球經(jīng)過的一系列位置，如圖中a、b、c、d所示．

B．按圖安裝好器材，注意調(diào)節(jié)斜槽末端切線________，記下平拋初位置O點和過O點的豎直線．

C．取下白紙，以O為原點，以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋運動物體的軌跡．

(1)完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上．

(2)上述實驗步驟的合理順序是________．

(3)已知圖中小方格的邊長為L，則b點的速度vb=________．（用L、g表示）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】勻強磁場方向垂直紙面，規(guī)定垂直紙面向里的方向為正，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化規(guī)律如圖甲所示。在磁場中有一細(xì)金屬圓環(huán)，圓環(huán)平面位于紙面內(nèi)，如圖乙所示。令I(lǐng)1、I2、I3分別表示Oa、ab、bc段的感應(yīng)電流，F(xiàn)1、F2、F3分別表示I1、I2、I3時，金屬環(huán)上很小一段受到的安培力。則

A. I1沿順時針方向，I2沿逆時針方向

B. I2沿逆時針方向，I3沿順時針方向

C. F2方向背離圓心向外，F(xiàn)3方向指向圓心

D. F1方向指向圓心，F(xiàn)2方向指向圓心

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在垂直紙面向里的有界勻強磁場，磁場區(qū)域?qū)挾葹?/span>2L，以磁場左邊界為坐標(biāo)原點建立x軸．一邊長為L的正方形金屬線框abcd，在外力作用下以速度v勻速穿過勻強磁場．從線框cd邊剛進磁場開始計時，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i、線框ab邊兩端的電壓Uab、線框所受安培力F、穿過線圈的磁通量Φ隨位移x的變化圖像正確的是

A. B. C. D.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案