(12分)如圖甲所示，相隔一定距離的豎直邊界兩側(cè)為相同的勻強磁場區(qū)，磁場方向垂直紙面向里，在邊界上固定兩長為L的平行金屬極板MN和PQ，兩極板中心各有一小孔S1、S2，兩極板間電壓的變化規(guī)律如圖乙所示，電壓的大小為U0，周期為T0。在t=0時刻將一個質(zhì)量為m、電荷量為－q(q>0)的粒子由S1靜止釋放，粒子在電場力的作用下向右運動，在t=時刻通過S2垂直于邊界進(jìn)入右側(cè)磁場區(qū)。(不計粒子重力，不考慮極板外的電場)

(1)求粒子到達(dá)S2時的速度大小v
(2)為使粒子不與極板相撞，求磁感應(yīng)強度的大小應(yīng)滿足的條件；
(3)若已保證了粒子未與極板相撞，為使粒子在t=T0時刻再次到達(dá)S1，而再次進(jìn)入電場被加速，求該過程中粒子在磁場內(nèi)運動的時間和磁感應(yīng)強度的大小。
（1）（2）B<（3）

試題分析：（1）粒子由S1至S2的過程中，根據(jù)動能定理得
             2分
           1分
(2)設(shè)磁感應(yīng)強度大小為B，粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為R，由牛頓第二定律得
               1分
要使粒子在磁場中運動時不與極板相撞，須滿足2R>           1分
得B<             1分
（3）設(shè)極板間距d、粒子在兩邊界之間無場區(qū)向左勻速運動的過程用時為t1，有d=vt1          1分
粒子由S1至S2的過程中，粒子做勻加速直線運動有             1分
            1分
粒子在磁場中運動的時間為             1分
設(shè)粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期為T，由結(jié)合運動學(xué)公式得
            1分
由題意得T=t2
得                1分
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖，POy區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場，POx區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，OP與x軸成θ角．不計重力的負(fù)電荷，質(zhì)量為m、電量為q，從y軸上某點以初速度v0垂直電場方向進(jìn)入，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后垂直O(jiān)P進(jìn)入磁場，又垂直x軸離開磁場．求：

（1）電荷進(jìn)入磁場時的速度大小
（2）電場力對電荷做的功
（3）電場強度E與磁感應(yīng)強度B的比值

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖甲所示，放置在水平桌面上的兩條光滑導(dǎo)軌間的距離L=1m，質(zhì)量m=1kg的光滑導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌左端與阻值R=4Ω的電阻相連，導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻不計，所在位置有磁感應(yīng)強度為B=2T的勻強磁場，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下�，F(xiàn)在給導(dǎo)體棒施加一個水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s測量一次導(dǎo)體棒的速度，乙圖是根據(jù)所測數(shù)據(jù)描繪出導(dǎo)體棒的v-t圖象。設(shè)導(dǎo)軌足夠長，求：

（1）力F的大��；
（2）t =1.2s時，導(dǎo)體棒的加速度；
（3）估算1.6s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖甲所示，豎直面MN的左側(cè)空間存在豎直向上的勻強電場（上、下及左側(cè)無邊界）。一個質(zhì)量為m、電量為q的可視為質(zhì)點的帶正電的小球，以大小為v0的速度垂直于豎直面MN向右作直線運動。小球在t=0時刻通過電場中的P點，為使小球能在以后的運動中豎直向下通過D點（P、D間距為L，且它們的連線垂直于豎直平面MN，D到豎直面MN的距離DQ等于L/π），經(jīng)過研究，可以在電場所在的空間疊加如圖乙所示隨時間周期性變化的、垂直紙面向里的磁場，設(shè)且為未知量。求：
（1）場強E的大�。�
（2）如果磁感應(yīng)強度B0為已知量，試推出滿足條件t1的表達(dá)式；
（3）進(jìn)一步的研究表明，豎直向下的通過D點的小球?qū)⒆鲋芷谛赃\動。則當(dāng)小球運動的周期最大時，求出磁感應(yīng)強度B0及運動的最大周期T的大小，并在圖中定性畫出此時小球運動一個周期的軌跡。
     

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于紙面向外，勻強電場場強為E，方向豎直向下，一帶電微粒在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，不計空氣阻力，則 
A．此微粒帶正電荷
B．此微粒帶負(fù)電荷
C．此微粒沿順時針方向轉(zhuǎn)動
D．此微粒沿逆時針方向轉(zhuǎn)動

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如右圖所示，一平行板電容器，右極板接電源正極，板長為2d，板間距離為d。一帶電量為q、質(zhì)量為m的負(fù)離子（重力不計）以速度v0貼近左極板沿極板方向射入，恰從右極板下邊緣射出。在右極板右側(cè)空間存在垂直紙面方向的勻強磁場（未標(biāo)出）。要使該負(fù)離子在磁場中運動后，又恰能直接從右極板上邊緣進(jìn)入電場，則
A．磁場方向垂直紙面向里
B．磁場方向垂直紙面向外
C．磁感應(yīng)強度大小為
D．在磁場中運動時間為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在豎直虛線MN和之間區(qū)域內(nèi)存在著相互垂直的勻強電場和勻強磁場，一帶電粒子（不計重力）以初速度v0由A點垂直于MN進(jìn)入這個區(qū)域，帶電粒子沿直線運動，并從C點離開場區(qū)。如果撤去磁場，該粒子將從B點離開場區(qū)；如果撤去電場，該粒子將從D點離開場區(qū)。則下列判斷正確的是（    ）


A．該粒子由B、C、D三點離開場區(qū)時的動能相同
B．該粒子由A點運動到B、C、D三點的時間均不相同
C．勻強電場的場強E與勻強磁場的磁感應(yīng)強度B之比
D．若該粒子帶負(fù)電，則電場方向豎直向下，磁場方向垂直于紙面向外

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在空間某一勻強電場中，將一質(zhì)量為m．電荷量為q的小球由靜止釋放．帶電小球 的運動軌跡為一直線．該直線與豎直方向成銳角，電場強度大小為E。則下列說法中正確的足
A．由于小球所受的電場力和重力做功均與路徑無關(guān)．故小球的機械能守恒
B．若，則小球的電勢能不變．機械能守恒
c．若且-則小球的動能必增大，電勢能可能增大
D．若且．則小球的動能必增大．電勢能可能增大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（15分）如圖甲所示，空間存在B=0.5T，方向豎直向下的勻強磁場，MN、PQ是處于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長直導(dǎo)軌，間距L=0.2m， R是連接在導(dǎo)軌一端的電阻，ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒。從零時刻開始，通過一小型電動機對ab棒施加一個牽引力F，方向水平向左，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運動，此過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。圖乙是棒的v-t圖象，其中OA段是直線，AC是曲線，DE是曲線圖象的漸進(jìn)線，小型電動機在12s末達(dá)到額定功率P=4.5W，此后保持功率不變。除R外，其余部分電阻均不計，g=10m/s2。

（1）求導(dǎo)體棒ab在0－12s內(nèi)的加速度大小
（2）求導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)及電阻R的值
（3）若t=17s時，導(dǎo)體棒ab達(dá)最大速度，從0－17s內(nèi)共發(fā)生位移100m，試求12s－17s內(nèi)，R上產(chǎn)生的熱量是多少？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案