【題目】如圖(a)為一除塵裝置的截面圖，塑料平板M、N的長(zhǎng)度及它們間距離均為d。大量均勻分布的帶電塵埃以相同的速度v0進(jìn)人兩板間，速度方向與板平行，每顆塵埃的質(zhì)量均為m，帶電量均為-q。當(dāng)兩板間同時(shí)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和垂直板向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，塵埃恰好勻速穿過兩板;若撤去板間電場(chǎng)，并保持板間磁場(chǎng)不變，貼近N板入射的塵埃將打在M板右邊緣，塵埃恰好全部被平板吸附，即除塵效率為100%；若撤去兩板間電場(chǎng)和磁場(chǎng)，建立如圖(b)所示的平面直角坐標(biāo)系xOy軸垂直于板并緊靠板右端，x軸與兩板中軸線共線，要把塵埃全部收集到位于P(2.5d，-2d)處的條狀容器中，需在y軸右側(cè)加一垂直于紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。塵埃顆粒重力、顆粒間作用力及對(duì)板間電場(chǎng)磁場(chǎng)的影響均不計(jì)，求:

(1)兩板間磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小

(2)若撤去板間磁場(chǎng)，保持板間勻強(qiáng)電場(chǎng)不變，除塵效率為多少

(3)y軸右側(cè)所加圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大小的取值范圍

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)貼近N極板射入的塵埃打在M板右邊緣的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示，

由幾何知識(shí)可知，塵埃在磁場(chǎng)中的半徑

塵埃在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得

解得

(2)電場(chǎng)、磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí)，塵埃做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得

撤去磁場(chǎng)以后粒子在電場(chǎng)力的作用下做平拋運(yùn)動(dòng)，假設(shè)距離N極板的粒子恰好離開電場(chǎng)，則在水平方向

在豎直方向

加速度

解得

所以除塵效率

(3)設(shè)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為，塵埃顆粒在圓形磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，要把塵埃全部收集到位于處的條狀容器中，就必須滿足

另有

如圖乙

當(dāng)圓形磁場(chǎng)區(qū)域過點(diǎn)且與M板的延長(zhǎng)線相切時(shí)，圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑最小，磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，則有

解得

如圖丙

當(dāng)圓形磁場(chǎng)區(qū)域過點(diǎn)且與軸在M板的右端相切時(shí)，圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑最大，磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則有

解得

所以圓形磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小須滿足的條件為

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】如圖甲所示，在操場(chǎng)的P、Q兩個(gè)位置放兩個(gè)揚(yáng)聲器，P、Q之間的距離d=10m，其中A在PQ的中垂線上，B在PQ的連線上，且PB=3. 3m。P、Q兩個(gè)揚(yáng)聲器發(fā)聲時(shí)振動(dòng)的位移時(shí)間圖像均如圖乙所示，已知聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，則揚(yáng)聲器發(fā)出聲波的波長(zhǎng)為______m。 一個(gè)同學(xué)站在位置A時(shí)聽到的聲音比站在B點(diǎn)時(shí)聽到的聲音______（填“大”、“小”或“相同”），如果該同學(xué)從P點(diǎn)走到Q點(diǎn)，他可以______次聽到聲音明顯變大。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，帶等量異種電荷的平行金屬板A、B水平正對(duì)放置間距為d，A板中心有一小孔（小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì)）。將一帶電微粒從小孔正下方靠近B板的M點(diǎn)由靜止釋放微粒穿過A板上的小孔后，剛好能到達(dá)A板上方的N點(diǎn)，N點(diǎn)與A的距離也為d。若將A板向上平移，再讓微粒從M點(diǎn)由靜止釋放，不考慮空氣阻力，將兩板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則（　　）

A.微粒恰好能到達(dá)N點(diǎn)

B.微粒能到達(dá)B板上方1.5d處

C.微粒能到達(dá)B板上方2.5d處

D.微粒能到達(dá)B板上方3d處

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙兩車在一平直公路上從同一地點(diǎn)沿同一方向沿直線運(yùn)動(dòng)，它們的v-t圖象如圖所示。下列判斷正確的是（ ）

A.乙車啟動(dòng)時(shí)，甲車在其前方100m處B.運(yùn)動(dòng)過程中,乙車落后甲車的最大距離為50m

C.乙車啟動(dòng)后兩車的間距不斷減小直到兩車相遇D.乙車啟動(dòng)后10s內(nèi)，兩車不會(huì)相遇

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè) 100 匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)， 穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化。則( )

A. t＝0 時(shí)，線圈位于中性面位置

B. t＝1 s 時(shí)，線圈中磁通量變化率最大

C. t＝1.5s 時(shí)，線圈中的磁通量最大

D. t＝1.2s 時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)處于增加的過程中

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表V和電流表A均為理想電表，除滑動(dòng)變阻器電阻R以外其余電阻均不計(jì)，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1=311sin100πtV．下列說法中正確的是（ ）

A.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22V

B.當(dāng)時(shí)，c、d兩點(diǎn)間的電壓瞬時(shí)值為110V

C.單刀雙擲開關(guān)與a連接，滑動(dòng)變阻器觸頭向上移動(dòng)的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小

D.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示利用氣墊導(dǎo)軌“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A.將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，并調(diào)至水平

B.測(cè)出遮光條的寬度d

C.將滑塊移至圖示的位置，測(cè)出遮光條到光電門的距離l

D.釋放滑塊，讀出遮光條通過光電門的遮光時(shí)間t

E.用天平稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m

F.………

請(qǐng)回答下列問題（重力加速度取g）：

(1)滑塊經(jīng)過光電門的速度可以表示為____（用物理量符號(hào)表示）。

(2)為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測(cè)的物理量是____。

(3)滑塊從靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到光電門的過程中，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少_____（用物理量符號(hào)表示）。

(4)選用不同的l，測(cè)出對(duì)應(yīng)的t。能直觀反應(yīng)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的圖像是_____。

A.t﹣l B.t2﹣l C.﹣l D.﹣l

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)準(zhǔn)備利用如圖所示的裝置探究勁度系數(shù)較大的輕質(zhì)彈簧T的彈性勢(shì)能與其壓縮量之間的關(guān)系圖中B為一固定在桌面、帶有刻度的平直光滑導(dǎo)軌，小盒C用輕繩懸掛于O點(diǎn)，彈簧T左端固定，用小球A沿導(dǎo)軌B向左擠壓彈簧，釋放后球A彈出，射入一較重的小盒C中與小盒C一起向右擺動(dòng)，擺動(dòng)的最大角度可以被準(zhǔn)確測(cè)出球A射入盒C后兩者的重心重合，重心距懸點(diǎn)O的距離為試問：

欲完成此探究實(shí)驗(yàn)，該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中除了要測(cè)量最大擺角和重心距懸點(diǎn)O的距離L外，還需要測(cè)量哪些物理量？寫出這些物理量及其字母代號(hào)．

通過上述的物理量可求出彈簧T將球A彈出時(shí)釋放的彈性勢(shì)能寫出其計(jì)算表達(dá)式無(wú)需書寫推導(dǎo)過程．

下面是本實(shí)驗(yàn)中的幾個(gè)步驟：按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好器材；用刻度尺測(cè)定C的重心到懸點(diǎn)O的距離L；反復(fù)調(diào)節(jié)盒C的位置，使其運(yùn)動(dòng)軌跡平面與光滑軌道在同一平面內(nèi)，且盒C靜掛，開口正對(duì)導(dǎo)軌末端，A、C兩者重心同高；用球A壓縮彈簧，使其重心處于軌道的某一刻度線上，記錄此時(shí)的讀數(shù)；釋放A球，讓它射入盒C中，一起與C擺動(dòng)到最大高度；記錄最大擺角；處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)論在上述步驟中還缺少哪些主要步驟？請(qǐng)你寫出來(lái)．

該實(shí)驗(yàn)除了要保證光滑導(dǎo)軌水平、小球A能正射入小盒C并與C一起運(yùn)動(dòng)以外，還應(yīng)注意些什么？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m、電阻為r的“U”字形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，三邊的長(zhǎng)度ad=dc=bc=L，兩頂點(diǎn)a、b通過細(xì)導(dǎo)線與M、N兩點(diǎn)間的電源相連，電源電動(dòng)勢(shì)為E。內(nèi)阻也為r。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力，重力加速度為g。下列說法正確的是（　�。�

A.M點(diǎn)應(yīng)接電源的正極B.電源的輸出功率為

C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為mgrD.ad邊受到的安培力大于bc邊受到的安培力

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同步練習(xí)冊(cè)答案