【題目】如圖甲所示,兩平行金屬板間接有如圖乙所示的隨時(shí)間t變化的交流電壓u,金屬板間電場(chǎng)可看做均勻、且兩板外無(wú)電場(chǎng),板長(zhǎng)L=0.2m,板間距離d=0.1m,在金屬板右側(cè)有一邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN與兩板中線OO′ 垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=5×103T,方向垂直紙面向里,F(xiàn)有帶正電的粒子流沿兩板中線OO′連續(xù)射入電場(chǎng)中,已知每個(gè)粒子的比荷,重力忽略不計(jì),在0-0.8×105s時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓(不考慮極板邊緣的影響)。已知t = 0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在0.2×105s時(shí)刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng)。(不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況)。

(1)求兩板間的電壓U0

(2)0-0.2×105s時(shí)間內(nèi)射入兩板間的帶電粒子都能夠從磁場(chǎng)右邊界射出,求磁場(chǎng)的最大寬度

(3)若以MN與兩板中線OO′ 垂直的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),水平向右為x軸,豎直向上為y軸建立二維坐標(biāo)系,請(qǐng)寫(xiě)出在0.3×105s時(shí)刻射入兩板間的帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)(此時(shí),磁場(chǎng)只有左邊界,沒(méi)有右邊界)時(shí)的位置坐標(biāo)。

(4)兩板間電壓為0,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種方案:讓向右連續(xù)發(fā)射的粒子流沿兩板中線OO′射入,經(jīng)過(guò)右邊的待設(shè)計(jì)的磁場(chǎng)區(qū)域后,帶電粒子又返回粒子源。

【答案】(1)25 (V)(2)0.2 (m)(3)( 0 ; 0.3875)(m)(4)如圖;

【解析】(1)電荷在電場(chǎng)中作類平拋運(yùn)動(dòng),:

,

,

,

(2) 時(shí)間,時(shí)刻射入兩板間的帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)并能夠從磁場(chǎng)右邊界射出,則其他粒子也都能從磁場(chǎng)的右邊界射出。粒子進(jìn)入磁場(chǎng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則:

由第一問(wèn)可知:

,

磁場(chǎng)的最大寬度為:

(3)時(shí)刻進(jìn)入的粒子先做勻速直線運(yùn)動(dòng),再做類平拋運(yùn)動(dòng).類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間應(yīng)為

若向上偏轉(zhuǎn),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)公式得:

進(jìn)入坐標(biāo)為 ( 0 ; 0.0125 )m

進(jìn)入磁場(chǎng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng),

離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的坐標(biāo):

y2=0.0125+2×105/5×10-3×108=0.4125 (m)

離開(kāi)磁場(chǎng)左邊界坐標(biāo)為 ( 0 ; 0.4125 )(m)

若向下偏轉(zhuǎn),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)公式得:

進(jìn)入坐標(biāo)為

進(jìn)入磁場(chǎng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng),

離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的坐標(biāo):

,

離開(kāi)磁場(chǎng)左邊界坐標(biāo)為:

(4)

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】隨著科技的發(fā)展,到目前人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了27顆天王星的衛(wèi)星,其中“秦坦尼亞”和“歐貝隆”是威廉赫歇耳在1787年3月13日發(fā)現(xiàn)的,假設(shè)“秦坦尼亞”和“歐貝隆”兩衛(wèi)星環(huán)繞天王星的軌道為圓周,兩衛(wèi)星周期比值已知,由以上條件可以求解出

A. “秦坦尼亞”和“歐貝隆”環(huán)繞天王星做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度的比值

B. “秦坦尼亞”和“歐貝隆”受到天王星的萬(wàn)有引力的比值

C. “秦坦尼亞”和“歐貝隆”表面的重力加速比值

D. “秦坦尼亞”和“歐貝隆”的第一宇宙速度的比值

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,A、B、C三個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量分別為m、2m、3m,B小球帶負(fù)電,電荷量為q,A、C兩小球不帶電(不考慮小球間的靜電感應(yīng)),不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線將三個(gè)小球連接起來(lái)懸掛在O點(diǎn),三個(gè)小球均處于豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,以下說(shuō)法正確的是( )

A. 靜止時(shí),A、B兩小球間細(xì)線的拉力為5mg+qE

B. 靜止時(shí),A、B兩小球間細(xì)線的拉力為5mg-qE

C. 剪斷O點(diǎn)與A小球間細(xì)線的瞬間,A、B兩小球間細(xì)線的拉力為qE

D. ·剪斷O點(diǎn)與A小球間細(xì)線的瞬間,A、B兩小球間細(xì)線的拉力為qE/6

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】“牛頓思想的沖擊是巨大的,無(wú)論對(duì)它們的理解正確與否,啟蒙運(yùn)動(dòng)的整個(gè)綱領(lǐng),尤其是在法國(guó),是有意識(shí)地以牛頓的原理和方法為基礎(chǔ)的,同時(shí),它從他那驚人的成果中獲得了信心并由此產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響!睂(duì)材料觀點(diǎn)理解正確的是

A.牛頓思想在法國(guó)產(chǎn)生影響力最大B.牛頓的理性思想影響了啟蒙運(yùn)動(dòng)

C.此后數(shù)學(xué)表達(dá)式應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域D.牛頓為法國(guó)大革命提供理論指導(dǎo)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的物體A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑,物體A在上滑過(guò)程中受到的力有( )

A. 向上的沖力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力

B. 重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力

C. 重力、對(duì)斜面的正壓力、沿斜面向下的摩擦力

D. 重力、斜面的支持力、下滑力

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一小孩用80N的水平推力推重力為200N的木箱,木箱不動(dòng),當(dāng)小孩用110N的水平推力恰能推動(dòng)木箱,當(dāng)木箱被推動(dòng)以后,小孩只需要用100N的水平力就可以使木箱沿水平地面勻速前進(jìn),則:木箱不動(dòng)時(shí)受到的摩擦力是 N,木箱與地面之間的最大靜摩擦力是 N,木箱與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,置于地面的矩形框架中用兩細(xì)繩拴住質(zhì)量為m的小球,B水平設(shè)繩A、B對(duì)球的拉力大小分別為F1F2,它們的合力大小為F。現(xiàn)將框架在豎直平面內(nèi)繞左下端逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90°,在此過(guò)程中

A. F1先增大后減小

B. F2先增大后減小

C. F先增大后減小

D. F先減小后增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直向下的無(wú)界勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一組合軌道。一個(gè)金屬小球從距水平面為h的光滑斜面軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放。勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,金屬小球的質(zhì)量為m,電荷量為,光滑斜面軌道的傾角為。金屬小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)無(wú)能量損耗,水平軌道BC是長(zhǎng)為L(zhǎng)的粗糙水平面,與半徑為R的處于豎直平面內(nèi)的光滑半圓形軌道相切于C點(diǎn),D為半圓形軌道的最高點(diǎn),金屬小球恰能通過(guò)軌道最高點(diǎn)D。小球的重力大于所受的電場(chǎng)力,重力加速度為g。求:

1金屬小球沿光滑斜面軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大。

2金屬小球從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中摩擦阻力所做的功。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】請(qǐng)完成驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容.

(1) 如圖甲所示,在鋪有白紙的水平木板上,橡皮條一端固定在A點(diǎn),另一端拴兩個(gè)細(xì)繩套.

(2)如圖乙所示,用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條,使繩與橡皮條的結(jié)點(diǎn)伸長(zhǎng)到某位置并記為O點(diǎn),記下此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)______________.

(3) 如圖丙所示,用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條,使繩與橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn),記下此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=_____N和細(xì)繩的方向.

(4) 如圖丁所示,已按一定比例作出了、F的圖示,請(qǐng)用作圖法作出的合力F′.______

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案