【題目】如圖所示,豎直放置的平行金屬板A、B間電壓為U0,在B板右側(cè)CDMN矩形區(qū)域存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),DM邊長(zhǎng)為L,CD邊長(zhǎng)為L,緊靠電場(chǎng)右邊界存在垂直紙面水平向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)左右邊界為同心圓,圓心OCDMN矩形區(qū)域的幾何中心,磁場(chǎng)左邊界剛好過(guò)M、N兩點(diǎn)。質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子,從A板由靜止開(kāi)始經(jīng)A、B極板間電場(chǎng)加速后,從邊界CD中點(diǎn)水平向右進(jìn)入矩形區(qū)域的勻強(qiáng)電場(chǎng),飛出電場(chǎng)后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)矩形區(qū)域中的場(chǎng)強(qiáng)取某一值時(shí),粒子從M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從N點(diǎn)返回電場(chǎng)區(qū)域,且粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡恰與磁場(chǎng)右邊界相切,粒子的重力忽略不計(jì),sin37°=0.6,cos37°=0.8。

1)求粒子離開(kāi)B板時(shí)的速度v1;

2)求磁場(chǎng)右邊界圓周的半徑R;

3)將磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和矩形區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)大小改變?yōu)檫m當(dāng)值時(shí),粒子從MN間飛入磁場(chǎng),經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)返回電場(chǎng)前,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間有最大值,求此最長(zhǎng)時(shí)間tm。

【答案】(1);(2);(3);

【解析】

1)粒子從AB的加速過(guò)程中,由動(dòng)能定理有:

解得:;

2)如圖1所示,

粒子剛好沿著磁場(chǎng)右邊界到達(dá)N點(diǎn),圖中,θ=37°,

帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為:

則磁場(chǎng)區(qū)域的半徑:;

3)粒子從同一點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)時(shí),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡與右邊界相切時(shí)弧長(zhǎng)最長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間也最長(zhǎng);

粒子從不同點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡與右邊界相切時(shí)弧長(zhǎng)最長(zhǎng),且當(dāng)矩形區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)為零時(shí),粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度最小,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng),

則畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示,

由幾何關(guān)系知粒子偏轉(zhuǎn)360°-290°-37°0=254°,

則最長(zhǎng)時(shí)間為:;

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】1831年法拉第把兩個(gè)線圈繞在一個(gè)鐵環(huán)上,A線圈與電源、滑動(dòng)變阻器R組成一個(gè)回路,B線圈與開(kāi)關(guān)S,電流表G組成另一個(gè)回路.如圖所示,通過(guò)多次實(shí)驗(yàn),法拉第終于總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.關(guān)于該實(shí)驗(yàn)下列說(shuō)法正確的是( )

A. 閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,電流表G中有a→b的感應(yīng)電流

B. 閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間,電流表G中有b→a的感應(yīng)電流

C. 閉合開(kāi)關(guān)S后,在增大電阻R的過(guò)程中,電流表G中有a→b 的感應(yīng)電流

D. 閉合開(kāi)關(guān)S后,在增大電阻R的過(guò)程中,電流表G中有b→a的感應(yīng)電流

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖(a)所示,甲、乙兩個(gè)質(zhì)量均為1kg的物塊,在光滑水平面上受到一個(gè)水平力作用,由靜止開(kāi)始加速,甲物塊所受的力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系和乙物塊所受的力T隨位移x的變化關(guān)系如圖(b)、(c)所示,在水平力分別按各自的規(guī)律從0增大到10N的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )

A. 當(dāng)水平力均為10N時(shí),甲和乙的動(dòng)量均為

B. F對(duì)甲物塊的沖量為,力T對(duì)乙物體所做的功為10J

C. 甲在此過(guò)程的位移為10m

D. 當(dāng)水平力均為10N時(shí),甲的動(dòng)能為50J,乙的動(dòng)量為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在做研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)得到一條用電火花計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)圖中沒(méi)有畫(huà)出,電火花計(jì)時(shí)器接220V50Hz交流電源.

(1)設(shè)電火花計(jì)時(shí)器的周期為T,計(jì)算F點(diǎn)的瞬時(shí)速度vF的公式為vF__________;

(2)他經(jīng)過(guò)測(cè)量并計(jì)算得到電火花計(jì)時(shí)器在打B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度如下表.以A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為t0,試在下圖所示坐標(biāo)系中合理地選擇標(biāo)度,作出v--t圖象______,并利用該圖象求出物體的加速度a=_________(保留兩位有效數(shù)字)

對(duì)應(yīng)點(diǎn)

B

C

D

E

F

速度(m/s)

0.141

0.180

0.218

0.262

0.301

(3)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V,而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道,那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比______________(偏大、偏小不變”)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,將半徑為R的透明半球體放在水平桌面上方,O為球心,直徑恰好水平,軸線OO′垂直于水平桌面.位于O點(diǎn)正上方某一高度處的點(diǎn)光源S發(fā)出一束與OO′,夾角θ=60°的單色光射向半球體上的A點(diǎn),光線通過(guò)半球體后剛好垂直射到桌面上的B點(diǎn),已知,光在真空中傳播速度為c,不考慮半球體內(nèi)光的反射,求:

(1)透明半球?qū)υ搯紊獾恼凵渎?/span>n;

(2)該光在半球體內(nèi)傳播的時(shí)間。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑水平面上有一輛質(zhì)量為=1 kg的小車(chē),小車(chē)的上表面有一個(gè)質(zhì)量為m=0.9 kg的滑塊,在滑塊與小車(chē)的擋板間用輕彈簧相連接,滑塊與小車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,整個(gè)系統(tǒng)一起以v1=10 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧長(zhǎng)度恰好為原長(zhǎng),F(xiàn)在用一質(zhì)量為m0=0.1 kg的子彈,以v0=50 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出,所用時(shí)間極短。當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí),彈簧被鎖定,測(cè)得此時(shí)彈簧的壓縮量為d=0.50 m,g=10 m/s2。求

(1)子彈射入滑塊的瞬間,子彈與滑塊的共同速度;

(2)彈簧壓縮到最短時(shí),彈簧彈性勢(shì)能的大小。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法中正確的是

A. 一群處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子,在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外輻射出三種不同波長(zhǎng)的光子,其中從n=3躍遷到n=1所發(fā)出的光子波長(zhǎng)最長(zhǎng)

B. α粒子散射實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型的正確性

C. 放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變小

D. 發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),入射光越強(qiáng),光予能量就越大,光電子的最大初動(dòng)能就越大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】蹦極是一項(xiàng)非常刺激的體育項(xiàng)目,如圖所示,某人從彈性輕繩P點(diǎn)自由下落,到a點(diǎn)繩子恢復(fù)原長(zhǎng),b點(diǎn)為人靜靜懸吊時(shí)的平衡位置,c點(diǎn)則是人從P點(diǎn)b自由下落的最低點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是

A. 人在ac運(yùn)動(dòng)過(guò)程中都做減速運(yùn)動(dòng)

B. 人在ab運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),在b點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到最大

C. 人在bc運(yùn)動(dòng)過(guò)程中為加速度增加的減速運(yùn)動(dòng),此階段人處于超重狀態(tài)

D. 此過(guò)程中人、繩以及地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,MN是磁場(chǎng)的左邊界。在距磁場(chǎng)左邊界MN1.0m處有一個(gè)放射源A,內(nèi)裝放射物質(zhì)(鐳), 發(fā)生α衰變生成新核Rn(氡)。放在MN左側(cè)的粒子接收器接收到垂直于邊界MN方向射出的α粒子,此時(shí)接收器位置距直線OA的距離為1.0m。

試寫(xiě)出Ra的衰變方程;

求衰變后Rn(氡)的速率.(質(zhì)子、中子的質(zhì)量為1.6×10-27kg,電子電量e=1.6×10-19C).

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同步練習(xí)冊(cè)答案