【題目】如圖所示，一個(gè)電荷量為q，質(zhì)量為m的帶電粒子（不計(jì)重力、可為使質(zhì)點(diǎn)），經(jīng)電場(chǎng)加速后，小孔射入速度選擇器，恰能沿直線(xiàn)從小孔射出。接著粒子垂直于AH，并從AH的中點(diǎn)M射入“梯形”磁場(chǎng)區(qū)域。最后從邊界AC射出。梯形磁場(chǎng)區(qū)域中（含邊界）磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里，大小未知， ， ，MN=L（），求

（1）加速電場(chǎng)的加速電壓；

（2）為保證粒子能從AB邊射出，梯形磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍。

【答案】（1）,（2）.

【解析】試題分析：（1）加速電場(chǎng)運(yùn)用動(dòng)能定理求解，進(jìn)入速度選擇器電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，聯(lián)立即可求出加速電場(chǎng)的加速電壓；（2）找出粒子從AC邊射出的臨界條件，恰好從C點(diǎn)飛出和軌跡與AC邊相切點(diǎn)恰好相切兩點(diǎn)，利用洛倫茲力提供向心力結(jié)合臨界幾何關(guān)系，聯(lián)立即可求出梯形磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍．

（1）在速度選擇器中粒子做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則有： ，解得：

在加速電場(chǎng)中由動(dòng)能定理可得：

聯(lián)立解得加速電壓：

（2）粒子剛好經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：

由幾何關(guān)系可得： ，解得：

粒子剛好與AC邊相切時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：

由幾何關(guān)系可得： ，解得：

為保證粒子能從AC邊射出，粒子軌跡半徑r需滿(mǎn)足：

帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律：

解得梯形磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度取值范圍為：

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】在絕緣圓柱體上a、b兩個(gè)位置固定有兩個(gè)金屬圓環(huán)，當(dāng)兩環(huán)通有圖示電流時(shí)，b處金屬圓環(huán)受到的安培力為；若將b處金屬圓環(huán)移動(dòng)位置c，則通有電流為的金屬圓環(huán)受到的安培力為。今保持b處于金屬圓環(huán)原來(lái)位置不變，在位置c再放置一個(gè)同樣的金屬圓環(huán)，并通有與a處金屬圓環(huán)同向、大小為的電流，則在a位置的金屬圓環(huán)受到的安培力

A. 大小為，方向向左

B. 大小為，方向向右

C. 大小為，方向向左

D. 大小為，方向向右

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑的水平地面上有一個(gè)表面光滑的立方體Q.一長(zhǎng)為L的輕桿下端用光滑鉸鏈連接于O點(diǎn)，O點(diǎn)固定于地面上，輕桿的上端連接著一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球P，小球靠在立方體左側(cè)，P和Q的質(zhì)量相等，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．受到輕微擾動(dòng)后P倒向右側(cè)并推動(dòng)Q.下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A. 在小球和立方體分離前，當(dāng)輕桿與水平面的夾角為θ時(shí)，小球的速度大小為

B. 在小球和立方體分離前，當(dāng)輕桿與水平面的夾角為θ時(shí)，立方體和小球的速度大小之比為sinθ

C. 在小球和立方體分離前，小球所受的合外力一直對(duì)小球做正功

D. 在落地前小球的機(jī)械能一直減少

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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3kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上面質(zhì)量為2kg的物體B用細(xì)線(xiàn)懸掛A、B間相互接觸但無(wú)壓力。取g=10m/s2。某時(shí)刻將細(xì)線(xiàn)剪斷，則細(xì)線(xiàn)剪斷瞬間

A. 彈簧彈力大小為20N

B. B對(duì)A的壓力大小為12N

C. A的加速度為零

D. B的加速度大小為4m/s2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t＝0時(shí)刻開(kāi)始受到水平外力的作用．力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，力的方向保持不變，則下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 物體在和水平外力做功之比是1∶10

B. 物體在和水平外力做功之比是1∶8

C. 外力在和時(shí)刻的瞬時(shí)功率之比是1∶8

D. 外力在和時(shí)刻的瞬時(shí)功率之比是1∶6

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】亞丁灣索馬里海域六艘海盜快艇試圖靠近中國(guó)海軍護(hù)航編隊(duì)保護(hù)的商船，中國(guó)特戰(zhàn)隊(duì)員成功將其驅(qū)離。假如其中一艘海盜快艇在海面上運(yùn)動(dòng)的V—t圖象如圖所示，設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中海盜快艇所受阻力不變。則下列說(shuō)法正確的是

A. 海盜快艇在0～66s內(nèi)從靜止出發(fā)做加速度增大的加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

B. 海盜快艇在96s末開(kāi)始調(diào)頭逃離

C. 海盜快艇在66s末離商船最近

D. 海盜快艇在96s～116s內(nèi)做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻），L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)（ ）

A. R1兩端的電壓增大

B. 電流表的示數(shù)增大

C. 小燈泡的亮度變強(qiáng)

D. 小燈泡的亮度變?nèi)?/span>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，三條平行且等間距的虛線(xiàn)表示電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，其電勢(shì)分別為10V、20V、30V．實(shí)線(xiàn)是一帶電的粒子（不計(jì)重力）在該區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡，對(duì)于軌跡上的a、b、c三點(diǎn)，已知：帶電粒子帶電量為0.01C，在a點(diǎn)處的動(dòng)能為0.5J，則該帶電粒子（ ）

A. 在b點(diǎn)處的動(dòng)能為零 B. 在b點(diǎn)處的電勢(shì)能為0.3J

C. 一定是帶正電 D. 在c點(diǎn)處的動(dòng)能為0.4 J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)有一定厚度的圓盤(pán)，可以繞通過(guò)中心垂直于盤(pán)面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)要測(cè)量它勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度．

實(shí)驗(yàn)器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，毫米刻度尺，紙帶，復(fù)寫(xiě)紙片。

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）如圖1所示，將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后，固定在待測(cè)圓盤(pán)的側(cè)面上，使得圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紙帶可以卷在圓盤(pán)側(cè)面上．

（2）啟動(dòng)控制裝置使圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)．

（3）經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，停止打點(diǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量．

如果T為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔，r為圓盤(pán)的半徑，x1、x2為紙帶上選定的兩點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)在刻度尺上的刻度值，n為選定的兩點(diǎn)間實(shí)際的打點(diǎn)數(shù)（含選定的兩點(diǎn)），則：

①用已知量和測(cè)得量表示的角速度的表達(dá)式為=__________

②某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得圓盤(pán)半徑r =5.50×10-2m，得到的紙帶的一段如圖2所示．假設(shè)打點(diǎn)周期為T=0.02s，求得角速度為：_________________rad/s．（結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）

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