【題目】如圖，xOy平面的第二象限內(nèi)有平行y軸放置的金屬板A、B，板間電壓為U；第一、三、四象限內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度B=1T的勻強磁場；ON為處于y軸上的彈性絕緣擋板，ON長h=3m；M為x軸負(fù)方向上一點，OM長L=1m。現(xiàn)有一比荷為

C/kg，重力不計的帶正電粒子從A板靜止釋放，經(jīng)電場加速后從B板小孔處射出，恰好從擋板上端N點處平行x軸方向垂直射入磁場。

(1)若粒子不與擋板碰撞直接打到M點，則U為多大？

(2)若粒子與擋板相碰后均能以原速率彈回，且碰撞時間不計、碰撞前后電量不變，粒子最后都能經(jīng)過M點，則粒子在磁場中運動的最長時間為多少？(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

【答案】(1) (2)

【解析】(1)粒子由A到B,由動能定理得 ①

粒子在磁場中運動，由牛頓第二定律得 ②

由幾何關(guān)系得 ③

由③式得 ④

由①②④式得

(2)因粒子速度方向與擋板垂直，圓心必在擋板上.

設(shè)小球與擋板碰撞n次，則 ⑤

由題意得 ⑥

由⑤⑥式得，只能發(fā)生一次碰撞.

由幾何關(guān)系得 ⑦

由⑦式得：

由、分別作出圖2和圖3運動軌跡.

比較兩圖可知當(dāng)時粒子在磁場中運動時間更長.

由圖3得

粒子在磁場中運動的周期為 ⑧

粒子在磁場中運動最長時間為

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的電路中，電容器的上極板帶正電．為了使該極板仍帶正電且電量增大，下列辦法中可采用的是：

A. 增大，其他電阻不變 B. 增大，其他電阻不變

C. 增大，其他電阻不變 D. 增大，其他電阻不變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一個阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路。線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示。圖線與縱、橫軸的截距分別為B0和t0，導(dǎo)線的電阻不計。則0至t1時間內(nèi) (　　)

A. 電流的方向為由a到b B. 電流的大小為

C. 通過電阻R1的電量為 D. 電阻R1上產(chǎn)生的熱量為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),預(yù)計2020年左右,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力,如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖,己知a、b、c三顆衛(wèi)星均做勻速圓周運動,a是地球同步衛(wèi)星,則（ ）

A. 衛(wèi)星b的周期大于24h

B. 衛(wèi)星b的周期小于c的周期

C. 衛(wèi)星a的加速度小于b的加速度

D. 衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示,某同學(xué)利用光電計十時器等器材做“測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>”的實驗.直徑為d、質(zhì)量為m的金屬球從A處靜止釋放,下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門,測得A、B間的距離為H(H>d),光電計時器記錄下鋼球通過光電門的時間△t

(1)如圖乙所示,用游標(biāo)卡尺測得金屬球的直徑d=______mm.

(2)某次實驗測得A、B間距離為H0,金屬球通過光電門的時間為△t,則當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g=_______(用字母△t、H0、d表示)

(3)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗測出的g值存在誤差,認(rèn)為可能原因之一是金屬球通過光電門的平均速度________(選填“大于”或“小于”)金屬球球心通過光電門的瞬時速度,你認(rèn)為通過增加實驗次數(shù)____________(選填“能”或“不能”)改變上述關(guān)系

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】設(shè)行星的質(zhì)量為m，太陽的質(zhì)量為M，行星到太陽的距離為r。牛頓在研究太陽與行星間的引力過程中（ ）

A. 先得出的行星對太陽的引力，再得出太陽對行星的引力

B. 先得出的行星對太陽的引力，再得出太陽對行星的引力

C. 先得出的太陽對行星的引力，再得出行星對太陽的引力

D. 先得出的太陽對行星的引力，再得出行星對太陽的引力

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個矩形區(qū)域I和II內(nèi)均有豎直向下的勻強電場，電場強度大小分別為E和2E，兩區(qū)域的高度分別為d和1.5d，長度均為3d。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（不計重力）以某一水平速度從區(qū)域I左邊界最上端A點射入電場，從區(qū)域II右邊界最下端B點飛出電場，求：

（1）粒子在區(qū)域I中的運動時間；

（2）粒子從B點飛出電場時的速度大小。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖電路中，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，R0為定值電阻，電容器的電容為C．閉合開關(guān)S，增大可變電阻R的阻值，電壓表示數(shù)的變化量為△U，電流表示數(shù)的變化量為△I，則（ ）

A．電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的比值不變

B．變化過程中△U和△I的比值保持不變

C．電阻R0兩端電壓減小，減小量為△U

D．電容器的帶電量減小，減小量為C△U

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“驗證機械能守恒定律”的實驗中：

（1）紙帶將被釋放瞬間的四種情景如照片所示，其中操作最規(guī)范的是______。

A． B． C．D．

（2）已知所接交流電頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g=9.8m/s2，重錘質(zhì)量為0.5kg，從所打紙帶中選擇一條合適的紙帶，此紙帶第1、2計時點間的距離應(yīng)接近______mm。紙帶連續(xù)的計時點A、B、C、D至第1點O的距離如圖所示，則重錘從O點運動到C點，重力勢能減少______J。重錘經(jīng)過C點時的速度為______m/s，其動能增加______J。（保留三位有效數(shù)字）

（3）若計時點E（計時點D后第一個計時點）至第1點O的距離為70.1cm，則重錘下落的加速度為______m/s2。（保留一位小數(shù)）

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案