(20分)一半徑R=0.6m的金屬圓筒有一圈細(xì)窄縫，形狀如圖所示。圓筒右側(cè)與一個(gè)垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)相切于P，圓筒接地，圓心O處接正極，正極與圓筒之間的電場(chǎng)類似于正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)，正極與圓筒之間電勢(shì)差U可調(diào)。正極附近放有一粒子源（粒子源與正極O間距離忽略不計(jì)）能沿紙面向四周釋放比荷q/m=1.5×l05C/kg的帶正電粒子（粒子的初速度、重力均不計(jì)）。帶電粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后從縫中射出進(jìn)入磁場(chǎng)，已知磁場(chǎng)寬度d=0.4m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T。

（1）若U=750V，求：①粒子達(dá)到細(xì)縫處的速度；②若有一粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，求此粒子飛出磁場(chǎng)時(shí)與右邊界的夾角大小。

（2）只要電勢(shì)差U在合適的范圍內(nèi)變化，總有從向沿某一方向射出粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)后又回到O處，求電勢(shì)差U合適的范圍。

 

（1）①②600；（2）

【解析】

試題分析：（1）①若U=750V，粒子經(jīng)電場(chǎng)得

（2分）

（1分）

②粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)得 （2分）

（1分）

粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)L=d=0.4m時(shí)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，（2分）

則粒子飛出磁場(chǎng)時(shí)與右邊界的夾角大小 （2分）

（2）粒子射入磁場(chǎng)后與右邊界相切時(shí)，正極與圓筒之間電勢(shì)差最大為，由幾何關(guān)系得

（2分）

得 ， （1分）

粒子在磁場(chǎng)中 （2分）

（1分）

粒子經(jīng)電場(chǎng)中 （2分）

（1分）

電勢(shì)差U合適的范圍: （1分）

考點(diǎn)：帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年重慶市高三下學(xué)期考前模擬（二診）理綜物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

熱敏電阻常常應(yīng)用在控制電路中，熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器(PTC)和負(fù)溫度系數(shù)電阻器(NTC)．正溫度系數(shù)電阻器(PTC)在溫度升高時(shí)電阻值增大，負(fù)溫度系數(shù)電阻器(NTC)在溫度升高時(shí)電阻值減小．某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室找到兩個(gè)熱敏電阻R1和R2，并查得相應(yīng)U-I圖線，如題6圖2所示．

①由U-I，圖線可判斷，熱敏電阻R1是_______溫度系數(shù)電阻器(填“正”或“負(fù)”)．

②利用兩熱敏電阻和電壓表測(cè)量某直流電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．電路如圖所示．請(qǐng)用筆畫(huà)線作導(dǎo)線連接如圖所示實(shí)物原件．

③閉合開(kāi)關(guān)S1，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2分別連接R1、R2時(shí)，測(cè)得電壓表的示數(shù)分別為3.5V和4.0V，則該電源的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)______V，內(nèi)阻為_(kāi)______Ω．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年綿陽(yáng)市第三次診斷性考試?yán)砜凭C合物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（15分）在民航業(yè)內(nèi)，一直有“黑色10分鐘“的說(shuō)法，即從全球已發(fā)生的飛機(jī)事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，大多數(shù)的航班事故發(fā)生在飛機(jī)起飛階段的3分鐘和著陸階段的7分鐘。飛機(jī)安全事故雖然可怕，但只要沉著冷靜，充分利用逃生設(shè)備，逃生成功概率相當(dāng)高，飛機(jī)失事后的90秒內(nèi)是逃生的黃金時(shí)間。如圖為飛機(jī)逃生用的充氣滑梯，滑梯可視為理想斜面，已知斜面長(zhǎng)L=8m，斜面傾斜角θ=37°，人下滑時(shí)與充氣滑梯間動(dòng)摩擦因素為u=0.5。不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2，Sin37°=0.6，cos37°=0.8，=1.4。求：

（1）旅客從靜止開(kāi)始由滑梯頂端滑到底端逃生，需要多長(zhǎng)時(shí)間？

（2）一旅客若以v0=4.0m/s的初速度抱頭從艙門(mén)處水平逃生，當(dāng)他落到充氣滑梯上后沒(méi)有反彈，由于有能量損失，結(jié)果他以v=4.0m/s的速度開(kāi)始沿著滑梯加速下滑。該旅客以這種方式逃生與（1）問(wèn)中逃生方式相比，節(jié)約了多長(zhǎng)時(shí)間？

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年福建省高考考前模擬理科綜合物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（10分）某同學(xué)在探究性實(shí)驗(yàn)中需要精確地測(cè)量某靈敏電流計(jì)（微安表）的內(nèi)電阻，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，實(shí)驗(yàn)室可供他使用的器材如下：

A待測(cè)電流計(jì)（量程500uA，內(nèi)阻約1kΩ） B電阻箱R（阻值1Ω～9999Ω）

C滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值10Ω） D滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值1kΩ）

E電源（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì)） F開(kāi)關(guān)一只，導(dǎo)線若干

①請(qǐng)你用筆畫(huà)代替導(dǎo)線，按圖甲的方案將圖乙中的實(shí)物圖連成可供測(cè)量的實(shí)驗(yàn)電路；

②在某一次測(cè)量中，得到了如上圖所示的數(shù)據(jù)，則R= Ω；I= uA；

③實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至適當(dāng)位置處，而后保持滑動(dòng)變阻器的阻值不變，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻箱阻值R，使流過(guò)靈敏電流計(jì)的示數(shù)I發(fā)生變化，為使測(cè)量出的Rg值誤差較小，需保證在調(diào)節(jié)電阻箱阻值R時(shí)，盡可能不改變R與電流計(jì)兩端的電壓值之和，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇 （填“R1”或“R2”）；

④若操作過(guò)程中得到如圖丙所示的（1/I—R）圖線，若已知斜率為k，縱截距為b，則根據(jù)圖線，求得電流表內(nèi)阻Rg= （請(qǐng)用字母表示）；

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年福建省高考考前模擬理科綜合物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，用平行于斜面體A斜面的輕彈簧將物塊P拴接在擋板B上，在物塊P上施加沿斜面向上的推力F，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是：(　　)

A．物塊P與斜面之間一定存在摩擦力 B．彈簧的彈力一定沿斜面向下

C．地面對(duì)斜面體A的摩擦力水平向左 D．若增大推力，則彈簧彈力一定減小

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年福建省福州市高三5月綜合練習(xí)物理試卷（解析版） 題型：選擇題

靜電場(chǎng)方向平行于x軸，其電勢(shì)φ隨x的分布可簡(jiǎn)化為如圖所示的折線，圖中φ0和d為已知量，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q帶負(fù)電的粒子恰好在電場(chǎng)中以x = 0為中心、沿x軸方向做周期性運(yùn)動(dòng)。忽略粒

子的重力，則

A．在－d＜x＜d區(qū)間內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)大小都是，方向均沿＋x

B．在－d＜x＜d區(qū)間內(nèi)粒子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

C．要使粒子能運(yùn)動(dòng)到－d處，粒子在O點(diǎn)的動(dòng)能至少為

D．粒子從運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，電勢(shì)能先增大后減小

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年福建省高三5月校質(zhì)檢理科綜合物理試卷（解析版） 題型：選擇題

處于基態(tài)的一群氫原子受某種單色光的照射時(shí)，只發(fā)射波長(zhǎng)為λ1、λ2、λ3的三種單色光，且λ1＞λ2＞λ3，則照射光的波長(zhǎng)為（ ）

A．λ1 B．λ1＋λ2＋λ3 C．λ2λ3/（λ2＋λ3） D．λ1λ2/（λ1＋λ2）

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年福建省漳州市高三高考模擬物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（19分）如圖所示，ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，AB段光滑水平，BC段為光滑圓弧，對(duì)應(yīng)的圓心角θ=37°，半徑r=2.5m，CD段平直傾斜且粗糙，各段軌道均平滑連接，傾斜軌道所在區(qū)域有場(chǎng)強(qiáng)大小為E=2×105N/C、方向垂直于斜軌向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。質(zhì)量m=5×10-2kg、電荷量q=+1×10-6C的小物體（視為質(zhì)點(diǎn)）被彈簧槍發(fā)射后，沿水平軌道向左滑行，在C點(diǎn)以速度v0=3m/s沖上斜軌。以小物體通過(guò)C點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，0.1s以后，場(chǎng)強(qiáng)大小不變，方向反向。已知斜軌與小物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25。設(shè)小物體的電荷量保持不變，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）求彈簧槍對(duì)小物體所做的功;

（2）在斜軌上小物體能到達(dá)的最高點(diǎn)為P，求CP的長(zhǎng)度。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年福建省四地六校高三高考模擬物理試卷（解析版） 題型：選擇題

下列說(shuō)法正確的是

A．盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)確定了原子核是由質(zhì)子和中子組成的

B．γ射線是核反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的一種高速運(yùn)動(dòng)的粒子流，它的穿透能力很差

C．鈾235能自發(fā)的發(fā)生裂變反應(yīng)，但因半衰期不變，所以秦山核電站的發(fā)電功率也是固定不變的

D．愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程E=mc2表明，物體具有的能量和它的質(zhì)量之間有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，但不能說(shuō)核反應(yīng)中質(zhì)量會(huì)轉(zhuǎn)化成能量

 

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