【題目】如圖甲所示，平行正對(duì)金屬板中心線O處有一粒子源，能連續(xù)不斷發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q、速度為v0的帶正電的粒子，所有粒子均沿兩板中心線射入板間，在緊靠板的上方等腰三角形PQR內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三角形的對(duì)稱軸與兩板中心線重合，且∠RPQ=30°．兩板間不加電壓時(shí)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)軌跡恰好與PR邊相切，如圖中所示．當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的周期性變化的電壓時(shí)，t＝0時(shí)刻進(jìn)入板間的粒子恰好能從板邊緣進(jìn)入磁場(chǎng)．已知板長(zhǎng)為l，板間距離為2d，PQ長(zhǎng)度為6d，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用．求：

⑴磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

⑵兩板間電壓U0；

⑶粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)和最短時(shí)間．

【答案】⑴B＝；⑵U0＝；⑶tmax＝，tmin＝

【解析】

⑴由幾何知識(shí)知粒子軌道半徑為：r＝d

洛倫茲力提供向心力，有：qv0B＝

解得：B＝

⑵t＝0時(shí)刻進(jìn)入板間的粒子先向a板加速時(shí)間Δt＝，然后再向a板減速時(shí)間Δt＝恰好從板邊緣以速度v0垂直PQ邊進(jìn)入磁場(chǎng)．

在板間運(yùn)動(dòng)的加速度 a＝

由對(duì)稱性可知d＝2××a(Δt)2

解得電壓U0＝

⑶所有粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小均為v0，方向均垂直PQ邊．

從中心線右側(cè)進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T＝

所以最長(zhǎng)時(shí)間tmax＝＝

從左側(cè)極板邊緣進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖

且時(shí)間最短，由幾何知識(shí)知軌跡圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為60°

所以最短時(shí)間tmin＝＝

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】我國(guó)高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，和諧號(hào)動(dòng)車組是由動(dòng)車和拖車編組而成，提供動(dòng)力的車廂叫動(dòng)車，不提供動(dòng)力的車廂叫拖車。假設(shè)動(dòng)車組各車廂質(zhì)量均相等，動(dòng)車的額定功率都相同，動(dòng)車組在水平直軌道上運(yùn)行過程中阻力與車重成正比。某列動(dòng)車組由8節(jié)車廂組成，其中第1、5節(jié)車廂為動(dòng)車，其余為拖車，則該動(dòng)車組

A. 啟動(dòng)時(shí)乘客受到車廂作用力的方向與車運(yùn)動(dòng)的方向相反

B. 做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，第5、6節(jié)與第6、7節(jié)車廂間的作用力之比為3:2

C. 進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的速度成正比

D. 與改為4節(jié)動(dòng)車帶4節(jié)拖車的動(dòng)車組最大速度之比為1:2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了測(cè)量某一未知電阻Rx(阻值約為6 Ω)的阻值，實(shí)驗(yàn)室里準(zhǔn)備了以下器材：

A．電源，電動(dòng)勢(shì)E＝3.0 V

B．電壓表V1，量程3 V，內(nèi)阻約5 kΩ

C．電壓表V2，量程15 V，內(nèi)阻約25 kΩ

D．電流表A1，量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 Ω

E．電流表A2，量程3 A，內(nèi)阻約0.04 Ω

F．滑動(dòng)變阻器R1，最大阻值5 Ω，最大電流為3 A

G．滑動(dòng)變阻器R2，最大阻值200 Ω，最大電流為1.5 A

H．開關(guān)S、導(dǎo)線若干

（1）在用伏安法測(cè)量該電阻的阻值時(shí)，要求盡可能準(zhǔn)確，并且待測(cè)電阻兩端的電壓從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，則在上述提供的器材中電壓表應(yīng)選________；電流表應(yīng)選________；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________。(填器材前面的字母代號(hào))

（2）請(qǐng)?jiān)谔摼�框內(nèi)畫出用伏安法測(cè)量該電阻阻值時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路圖_______。

（3）請(qǐng)根據(jù)電路圖將下列實(shí)物圖補(bǔ)充完整__________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，空間有一垂直紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為0.2kg且足夠長(zhǎng)的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無初速放置一質(zhì)量為0.1kg、電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力．t=0時(shí)對(duì)木板施加方向水平向左，大小為0.6N恒力，g取10m/s2．則（ ）

A.木板和滑塊一直做加速度為2m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)

B.滑塊開始做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，最后做速度為10m/s勻速運(yùn)動(dòng)

C.木板先做加速度為2m/s2勻加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度增大的運(yùn)動(dòng)，最后做加速度為3m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)

D.t=5s后滑塊和木板開始有相對(duì)運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組在練習(xí)使用多用電表，他們正確連接好電路，如圖甲所示。閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)電阻箱R0，燈泡都不亮，電流表無讀數(shù)，他們判斷電路可能出現(xiàn)故障。經(jīng)小組討論后，他們嘗試用多用電表的歐姆擋來檢測(cè)電路。已知保護(hù)電阻R=15Ω，電流表量程為50mA。操作步驟如下：

①將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1” 擋，再將紅、黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零。

②斷開甲圖電路開關(guān)S，將多用電表兩表筆分別接在a、c上，多用電表的指針不偏轉(zhuǎn)；

③將多用電表兩表筆分別接在b、c上，多用電表的示數(shù)如圖乙所示；

④將多用電表兩表筆分別接在c、e上，調(diào)節(jié)R0=20Ω時(shí)，多用電表示數(shù)如圖丙所示，電流表的示數(shù)如圖丁所示。

回答下列問題：

（1）圖丙中的多用表讀數(shù)為 __________ Ω；圖丁中的電流表讀數(shù)為 _________ m A

（2）操作步驟④中，多用電表紅表筆應(yīng)接 ______點(diǎn)（選“c”或“e”）

（3）電路的故障可能是__________

A．燈泡短路 B．燈泡斷路 C．保護(hù)電阻R短路 D．保護(hù)電阻R斷路

（4）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)，同學(xué)們還計(jì)算出多用電表內(nèi)部電源的電動(dòng)勢(shì)E’ =________________V

(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上，另一端系在一個(gè)套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上�，F(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點(diǎn)O，使物體A從圖中實(shí)線位置緩慢下降到虛線位置，但圓環(huán)仍保持在原來位置不動(dòng)。則在這一過程中，環(huán)對(duì)桿的摩擦力F1和環(huán)對(duì)桿的壓力F2的變化情況是（　�。�

A.F1保持不變，F2逐漸增大B.F1逐漸增大，F2保持不變

C.F1逐漸減小，F2保持不變D.F1保持不變，F2逐漸減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B兩板間電壓為600V，A板帶正電并接地，A、B兩板間距離為12cm，C點(diǎn)離A板4cm，下列說法正確的是( )

A. E=2000V/m，φC=200V

B. E=5000V/m，φC=-200V

C. 電子在C點(diǎn)具有的電勢(shì)能為-200eV

D. 電子在C點(diǎn)具有的電勢(shì)能為200eV

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】研究光電效應(yīng)時(shí),已經(jīng)知道金屬鈉的逸出功為2.29eV,現(xiàn)有大量處于n=4能級(jí)的氫原子,用它在躍遷過程中發(fā)出的光照射金屬鈉,氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)圖如圖所示,則下列說法中正確的是(　　)

A. 躍遷過程中將釋放5種頻率的光子

B. 躍遷過程中釋放光子的最小能量為1.89eV

C. 躍遷過程中釋放光子的最大能量為13.6eV

D. 躍遷過程中釋放的光子有4種能引起光電效應(yīng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理興趣小組對(duì)兩節(jié)電池并聯(lián)后等效電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻進(jìn)行研究如下：將一節(jié)電池A和另一節(jié)電池 B并聯(lián)后，接入如圖甲所示的測(cè)量電路，將虛線框內(nèi)部看成一個(gè)等 效的電源，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，測(cè)得若干組數(shù)據(jù)后在圖乙中描點(diǎn)。

U/V

0.89

0.78

0.67

0.56

0.58

0.34

I/A

0.22

0.26

0.30

0.34

0.38

0.42

（1）實(shí)驗(yàn)過程中小組成員發(fā)現(xiàn)當(dāng)滑動(dòng)變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，電壓表的示數(shù)變化不明顯，其原因是電源內(nèi)阻____________（填寫“較大”或“較小”）

（2）圖甲中的電流表和電壓表均為非理想電表，下列說法正確的是_____

A．這使得圖乙中的U沒有測(cè)準(zhǔn)，U偏大

B．這使得圖乙中的U沒有測(cè)準(zhǔn)，U偏小

C．這使得圖乙中的 I 沒有測(cè)準(zhǔn)，I偏大

D．這使得圖乙中的 I 沒有測(cè)準(zhǔn)，I偏小

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙中作出等效電源的圖像，從而得到等效電源的電動(dòng)勢(shì)為____________，內(nèi)阻為____________.（均保留三位有效數(shù)字）

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