【題目】如圖所示,一帶電粒子垂直射入勻強電場,經電場偏轉后從磁場的左邊界上M點進入垂直紙面向外的勻強磁場中,最后從磁場的左邊界上的N點離開磁場.已知帶電粒子的比荷=3.2×109 C/kg,電場強度E=200 V/m,M、N間距MN=1 cm,金屬板長L=25 cm,粒子的初速度v0=4×105 m/s,帶電粒子重力忽略不計,求:

(1)粒子射出電場時的運動方向與初速度v0的夾角θ;

(2)磁感應強度B的大。

【答案】(1)θ=45° (2)B=2.5×102 T

【解析】

(1)粒子在電場中做類平拋運動,應用類平拋運動規(guī)律可以求出粒子的偏轉角度.

(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動洛倫茲力提供向心力,作出粒子運動軌跡,求出粒子軌道半徑,然后應用牛頓第二定律可以求出磁感應強度.

(1)粒子在電場中做類平拋運動,粒子速度偏角的正切值:

則有:θ=45°;


(2)粒子進入磁場時的速度大小為:,
粒子在磁場中做勻速圓周運動洛倫茲力提供向心力,粒子運動軌跡如圖所示,由幾何知識得: ,
由牛頓第二定律得:qvB=m
代入數(shù)據(jù)解得:B=2.5×10-2T;

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,在第一象限內,0<x≤a的區(qū)域Ⅰ中有垂直于紙面向里的勻強磁場,x>a的區(qū)域Ⅱ中有垂直于紙面向外的勻強磁場,兩區(qū)域內磁場的磁感應強度大小均為B.沿y軸有一不計厚度的返回粒子收集器,內部距離原點為2aP點有一粒子源,持續(xù)不斷的沿x軸正方向發(fā)射速度大小不同的同種帶電粒子,粒子的質量為m、電荷量為+q,不計粒子的重力,求:

(1) 進入?yún)^(qū)域Ⅱ磁場的粒子的最小速度;

(2) 粒子從P點射出到返回到收集器上的同一位置的運動時間;

(3) 要使所有返回區(qū)域Ⅰ磁場的帶電粒子都能被收集器收集,求收集器的最小長度.

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【題目】在“用單擺測量重力加速度實驗”中,使用下列實驗器材。

1A. 1.2m的細線 B. 2m的彈性繩 C. 帶孔的小鐵球 D. 帶孔的軟木球 E.光電門傳感器

應選用哪種繩________,應選用哪種球________,光電門的擺放位置為________(選填“最高點”或“最低點”)

2)右圖為光電門傳感器電流強度It的圖像,則周期為________

A. B. C. D.

3)甲同學用秒表做該實驗,但所得周期比該實驗得到的大,則可能的原因是________。

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【題目】在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上,把物體P輕放在彈簧上端,P由靜止向下運動,物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關系如圖中實線所示。在另一星球N上用完全相同的彈簧,改用物體Q完成同樣的過程,其a–x關系如圖中虛線所示,假設兩星球均為質量均勻分布的球體。已知星球M的半徑是星球N3倍,則

A. MN的密度相等

B. Q的質量是P3

C. Q下落過程中的最大動能是P4

D. Q下落過程中彈簧的最大壓縮量是P4

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【題目】如圖,水平面(紙面)內間距為l的平行金屬導軌間接一電阻,質量為m、長度為l的金屬桿置于導軌上.t=0時,金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運動.時刻,金屬桿進入磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域,且在磁場中恰好能保持勻速運動.桿與導軌的電阻均忽略不計,兩者始終保持垂直且接觸良好,兩者之間的動摩擦因數(shù)為.重力加速度大小為g.求

(1)金屬桿在磁場中運動時產生的電動勢的大;

(2)電阻的阻值.

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【題目】20171024日,在地球觀測組織(GEO)全會期間舉辦的中國日活動上,我國正式向國際社會免費開放共享我國新一代地球同步靜止軌道氣象衛(wèi)星風云四號”(如圖所示)和全球第一顆二氧化碳監(jiān)測科學實驗衛(wèi)星(簡稱碳衛(wèi)星”)的數(shù)據(jù)。碳衛(wèi)星是繞地球極地運行的衛(wèi)星,在離地球表面700公里的圓軌道對地球進行掃描,匯集約140天的數(shù)據(jù)可制作一張無縫隙全球覆蓋的二氧化碳監(jiān)測圖,有關這兩顆衛(wèi)星的說法正確的是(

A. 風云四號衛(wèi)星的向心加速度大于碳衛(wèi)星的向心加速度

B. 風云四號衛(wèi)星的線速度小于碳衛(wèi)星的線速度

C. 碳衛(wèi)星的運行軌道理論上可以和地球某一條經線重合

D. 風云四號衛(wèi)星的線速度大于第一宇宙速度

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【題目】為了同時測量一電源的電動勢(E)和內阻(r),以及未知阻值的電阻Rx,某同學設計了一電路。實驗室提供的器材如下:待測電源、待測電阻、電阻箱一個、內阻很大的電壓表一只、單刀單擲開關兩個、導線若干。

(1)為實現(xiàn)上述目的,請完善實物圖連接___________;

(2)該同學實驗的主要步驟有:

①閉合S1、S2,多次調節(jié)電阻箱,并記錄其阻值及對應的電壓表的示數(shù);

②保持S1閉合,斷開S2,多次調節(jié)電阻箱,并記錄其阻值及對應的電壓表的示數(shù);

③根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),作出兩條是圖線如圖所示。

由圖線可得電動勢E=___________,內阻r=___________,Rx=___________(用圖中a、b、c表示)。

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【題目】質譜儀可利用電場和磁場將比荷不同的離子分開,這種方法在化學分析和原子核技術等領域有重要的應用。如圖所示,虛線上方有兩條半徑分別為Rr(R>r)的半圓形邊界,分別與虛線相交于AB、C、D點,圓心均為虛線上的O點,CD間有一熒光屏。虛線上方區(qū)域處在垂直紙面向外的勻強磁場中,磁感應強度為B。虛線下方有一電壓可調的加速電場,離子源發(fā)出的某一正離子由靜止開始經電場加速后,從AB的中點垂直進入磁場,離子打在邊界上時會被吸收。當加速電壓為U時,離子恰能打在熒光屏的中點。不計離子的重力及電、磁場的邊緣效應。求:

(1)離子的比荷;

(2)離子在磁場中運動的時間;

(3)離子能打在熒光屏上的加速電壓范圍。

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(1)試判斷小球的電性,并求出電場強度E的大。

(2)若帶電小球運動一定時間后恰能回到O點,求它下落時距MN的高度h;

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