如圖甲所示,高h、長的光滑絕緣正方形臺面上加有一豎直向下、磁感應(yīng)強度B的勻強磁場.在臺面右側(cè)接著一個與內(nèi)側(cè)邊線對齊、每板寬為dd)的平行板電容器(電容器有光滑絕緣的底部),右板接電源的正極,左板接電源負極,現(xiàn)有質(zhì)量為m、電量為+q的一群粒子(視為質(zhì)點)從靠近右板在底部由靜止釋放,通過左板的小孔進入磁場,不計一切阻力,重力加速度取g.求:

(1)若取電容器的電壓為U,求這些帶電粒子在磁場中運動的半徑;

(2)若要求這些粒子都從臺面右側(cè)射出,則電容器的電壓應(yīng)滿足什么條件?

(3)在地面上建立如圖坐標系,當時,在圖乙中畫出這些粒子落地時在這個坐標系中

的痕跡(要求寫出計算說明的過程并大致標明痕跡的位置)。

 


解:(1)在電容器中,根據(jù)動能定理,有:  ①(2分)

在磁場中,根據(jù)洛牛頓第二定律,有:  ②(2分)

①②聯(lián)立得粒子運動的半徑為:          ③(2分)

(2)當在電容器底部外側(cè)經(jīng)加速的粒子恰好能從臺面的外側(cè)相切射出時,粒子的半徑最大,如圖所示.

                            ④(2分)

④代入③解得:            ⑤(1分)

U>0,在電容器內(nèi)側(cè)粒子,那怕不能一次在磁場中從臺面右側(cè)射出,也可以再進入電容器減速至底部右側(cè),又再重新加速進入磁場,多周后也能從臺面右側(cè)射出。(2分)

故電容器的電壓滿足的條件為:。    (1分)

(3)把代入③得粒子運動的半徑為:     (1分)

說明當粒子從電容器遠側(cè)射入磁場時,粒子從臺面右側(cè)中點射出,當粒子從電容器近側(cè)射入磁場時,粒子從臺面距中點為d處射出。             (1分)

粒子從臺面右側(cè)射出后做平拋運動,設(shè)它的落地時間為t。

,得:       (1分)

粒子水平位移 (1分) ks5u

    至此可作得這些粒子落地時的軌跡如下圖所示中的PQ連線。(2分)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,高h、長L的光滑絕緣正方形臺面上加有一豎直向下、磁感應(yīng)強度B的勻強磁場.在臺面右側(cè)接著一個與內(nèi)側(cè)邊線對齊、每板寬為d(d<
L
2
)的平行板電容器(電容器有光滑絕緣的底部),右板接電源的正極,左板接電源負極,現(xiàn)有質(zhì)量為m、電量為+q的一群粒子(視為質(zhì)點)從靠近右板在底部由靜止釋放,通過左板的小孔進入磁場,不計一切阻力,重力加速度取g.求:
(1)若取電容器的電壓為U,求這些帶電粒子在磁場中運動的半徑;
(2)若要求這些粒子都從臺面右側(cè)射出,則電容器的電壓應(yīng)滿足什么條件?
(3)在地面上建立如圖坐標系,當U=
qB 2L 2
32m
時,在圖乙中畫出這些粒子落地時在這個坐標系中
的痕跡(要求寫出計算說明的過程并大致標明痕跡的位置).

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

選做題:請從A、B和C三小題中選定兩小題作答,如都作答,則按A、B兩小題評分.
A.(選修模塊33)
(1)下列說法正確的是
 

A.當兩個分子間的分子勢能增大時,分子間作用力一定減小
B.大量分子的集體行為是不規(guī)則的,帶有偶然性
C.晶體和非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化
D.人類利用能源時,是將高品質(zhì)的能量釋放出來并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能
(2)一定質(zhì)量的理想氣體,體積由V1壓縮至V2,第一次是經(jīng)過一個等溫過程,最終氣體壓強是p1、氣體內(nèi)能是E1;第二次是經(jīng)過一個等壓過程,最終氣體壓強是p2、氣體內(nèi)能是E2;則p1
 
p2,E1
 
E2.(填“>”“=”或“<”)
(3)當把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時,油酸就在水面上散開,油酸分子就立在水面上,形成單分子層油膜,現(xiàn)有按酒精與油酸的體積比為m:n 配制好的油酸酒精溶液置于容器中,還有一個裝有約2cm深水的淺盤,一支滴管,一個量筒.現(xiàn)用滴管從量筒中取V體積的溶液,讓其自由滴出,全部滴完共為N滴.
①用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤,待油酸薄膜穩(wěn)定后,將薄膜輪廓描繪在坐標紙上,如圖甲所示.(已知坐標紙上每個小方格面積為S,求油膜面積時,半個以上方格面積記為S,不足半個舍去)則油膜面積為
 

②求出估算油酸分子直徑的表達式.
B.(選修模塊34)
(1)下列說法正確的是
 

A.測定某恒星特定元素發(fā)出光的頻率,對比地球上該元素的發(fā)光頻率,可以推算該恒星遠離地球的速度
B.無線電波沒有偏振現(xiàn)象
C.紅外線比無線電波更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象
D.在一個確定的參考系中觀測,運動物體上物理過程的時間進程跟物體運動速度有關(guān)
(2)在“研究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中,擺的振幅不要太大,擺線要細些、伸縮性要小,線的長度要盡量
 
(填“長些”或“短些”).懸點要固定,擺長是懸點到
 
的距離.
(3)如圖乙,為一圓柱中空玻璃管,管內(nèi)徑為R1,外徑為R2,R2=2R1.一束光線在圓柱橫截面內(nèi)射向玻璃管,為保證在內(nèi)壁處光不會進入中空部分,問入射角i應(yīng)滿足什么條件?
C.(選修模塊35)
(1)存在下列事實:①一對高能的γ光子相遇時可能產(chǎn)生一對正負電子;②一個孤立的γ光子不論其頻率多高都不可能產(chǎn)生一對正負電子;③一個高能的γ光子經(jīng)過重核附近時可能產(chǎn)生一對正負電子;④原子核發(fā)生變化時,只發(fā)射一些特定頻率的γ光子.關(guān)于上述事實下列說法正確的是(電子質(zhì)量me,光在真空中速度為c,普朗克常量為h)
 

A.事實①表明,微觀世界中的相互作用,只要符合能量守恒的事件就一定能發(fā)生
B.事實②說明,動量守恒定律和能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律
C.事實③中,由于外界重核的參與,系統(tǒng)動量不守恒,而γ光子的頻率需滿足ν≥
mec2
h

D.事實④中表明,原子核的能級也是不連續(xù)的
(2)
 
232
90
Th
本身不是易裂變材料,但是一種增殖材料,它能夠吸收慢中子變成
 
233
90
Th
,然后經(jīng)過
 
 
衰變轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎儾牧镶櫟耐凰?span id="2a2q002" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
 
233
92
U.
(3)如圖丙為通過某光電管的光電流與兩極間電壓的關(guān)系,當用光子能量為4.5eV的藍光照射光電管的陰極K時,對應(yīng)圖線與橫軸的交點U1=-2.37V.(普朗克常量h=6.63×10-34 J?s,電子電量e=1.6×10-19 C)(以下計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 
①求陰極K發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率.
②當用光子能量為7.0eV的紫外線持續(xù)照射光電管的陰極K時,測得飽和電流為0.32μA,求陰極K單位時間發(fā)射的光電子數(shù).精英家教網(wǎng)

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科目:高中物理 來源:全國各地重點中學(xué)聯(lián)考、高考物理模擬試卷壓軸題精選一百道 題型:038

如圖甲所示,兩個足夠長且電阻不計的光滑金屬軌道,間距L=1 m,在左端斜軌道部分高h=1.25 m處放置一金屬桿a,斜軌道與平直軌道區(qū)域以光滑圓弧連接,在平直軌道右端放置另一金屬桿b,桿a、b的電阻分別為Ra=2 Ω、Rb=4 Ω.在平面軌道區(qū)域有豎直向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=2 T,現(xiàn)桿b以初速度v0=5 m/s開始向左滑動,同時由靜止釋放桿a.從a下滑到水平軌道時開始計時,a、b桿運動的速度-時間圖象如圖乙所示.其中ma=2 kg,mb=1 kg,g=10 m/s2,以a的運動方向為正.求:

(1)當桿a在水平軌道上的速度為3 m/s時,桿b的加速度為多少?

(2)在整個運動過程中桿b上產(chǎn)生的焦耳熱.

(3)桿a在斜軌道上運動的時間內(nèi)桿b向左移動的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,高h、長的光滑絕緣正方形臺面上加有一豎直向下、磁感應(yīng)強度B的勻強磁場.在臺面右側(cè)接著一個與內(nèi)側(cè)邊線對齊、每板寬為dd)的平行板電容器(電容器有光滑絕緣的底部),右板接電源的正極,左板接電源負極,現(xiàn)有質(zhì)量為m、電量為+q的一群粒子(視為質(zhì)點)從靠近右板在底部由靜止釋放,通過左板的小孔進入磁場,不計一切阻力,重力加速度取g.求:

(1)若取電容器的電壓為U,求這些帶電粒子在磁場中運動的半徑;

(2)若要求這些粒子都從臺面右側(cè)射出,則電容器的電壓應(yīng)滿足什么條件?

(3)在地面上建立如圖坐標系,當時,在圖乙中畫出這些粒子落地時在這個坐標系中

的痕跡(要求寫出計算說明的過程并大致標明痕跡的位置)。

 


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