【題目】如圖所示，在半徑為R的圓筒內(nèi)有一方向平行筒壁的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一束質(zhì)量為m、帶電量為+q的相同粒子經(jīng)過不同電壓的電場加速后，通過圓筒側(cè)壁上小孔S。正對(duì)著圓心方向以不同速率連續(xù)射入，在與圓筒內(nèi)壁多次磁撞后從小孔S射出，(設(shè)粒子與圓筒磁撞前后電量保持不變、速度大小不變方向相反，不考慮粒子重力及相互影響)

試求

(1)當(dāng)入射速率為v的粒子第一次與圓筒相撞擊時(shí)，其速度方向與原入射方向間的偏轉(zhuǎn)角

(2)繞筒一周后即能從小孔S射出的粒子，其速率應(yīng)該滿足的條件;

(3)繞簡兩周后從小孔S射出的粒子，在磁場中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間

【答案】(1)(2)（n=2、3、4……）(3)

【解析】

(1)帶電粒子進(jìn)入磁場后，在洛倫茲力作用下，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為r，圓心為R（如圖所示）

，

得

，

又：

，

由圖可知，速度的偏轉(zhuǎn)角為：

，

(2)設(shè)繞筒一周的粒子，與筒壁碰撞n次，

，

，

得

（n=2、3、4……）。

(3)設(shè)繞筒兩周的粒子，與筒壁碰撞n次，

，

得：

，

由于，所以n=4、5、6……

粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t：

，

分析可知，當(dāng)n取最小值4時(shí)，時(shí)間t最短，最短時(shí)間為：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖，且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)（D點(diǎn)是曲線的拐點(diǎn)）時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直，則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是

A. 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過C點(diǎn)的速率比D點(diǎn)的大

B. 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度方向與速度方向的夾角小于90°

C. 質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的加速度比B點(diǎn)的大

D. 質(zhì)點(diǎn)從B到E的過程中加速度方向與速度方向的夾角先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】測(cè)速儀安裝有超聲波發(fā)射和接收裝置，如圖所示，B為測(cè)速儀，A為汽車，兩者相距335 m．某時(shí)刻B發(fā)出超聲波，同時(shí)A由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)B接收到反射回來的超聲波信號(hào)時(shí)A、B相距355 m，已知聲速為340 m/s，則下列說法正確的是(　　)

A. 經(jīng)1 s，B接收到返回的超聲波

B. 超聲波追上A車時(shí)，A車前進(jìn)了10 m

C. A車加速度的大小為10 m/s2

D. A車加速度的大小為5 m/s2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為100 kW，發(fā)電機(jī)的電壓為250V。通過升壓變壓器升高電壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻為8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V。要求在輸電線上損失的功率控制為5 KW。請(qǐng)你設(shè)計(jì)兩個(gè)變壓器的匝數(shù)比。為此，請(qǐng)你計(jì)算：

（1）降壓變壓器輸出的電流是多少?輸電線上通過的電流是多少?

（2）輸電線上損失的電壓是多少?升壓變壓器輸出的電壓是多少?

（3）兩個(gè)變壓器的匝數(shù)比各應(yīng)等于多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻、從同一地點(diǎn)沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)．質(zhì)點(diǎn)甲做初速度為零，加速度大小為a1的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)乙做初速度為v0，加速度大小為a2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)至速度減為零保持靜止，甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中的位置x－v圖象如圖所示，虛線與對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)軸垂直．

（1）請(qǐng)?jiān)?/span>x－v圖象中，指出圖線a表示哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，并求出質(zhì)點(diǎn)乙的初速度v0

（2）求質(zhì)點(diǎn)甲、乙的加速度大小a1、a2.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)存在一帶電量為Q的正點(diǎn)電荷(圖中未畫出)，坐標(biāo)軸上有A、B、C三點(diǎn)，OA=OB=BC=a，其中A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)相等，O點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)相等，靜電力常量為k，則

A. 點(diǎn)電荷位于O點(diǎn)處

B. O點(diǎn)電勢(shì)比A點(diǎn)電勢(shì)高

C. C點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小為

D. 將正試探電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)能一直減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在用單分子油膜估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中，

(1)某同學(xué)計(jì)算出的結(jié)果明顯偏大，可能是由于______

A．油酸未完全散開

B．油酸中含有大量酒精

C．計(jì)算油膜面積時(shí)舍去了所有不足一格的方格

D．求每滴溶液中純油酸的體積時(shí)，1 mL溶液的滴數(shù)多記了10滴

(2)用單分子油膜測(cè)分子的直徑時(shí)，對(duì)其所用實(shí)驗(yàn)方法的正確認(rèn)識(shí)是______

A．用量筒測(cè)得油酸酒精溶液的體積V，計(jì)算油酸分子直徑時(shí)要用到d＝V/S

B．用透明方格紙，是為了便于估算一滴油酸溶液形成的油膜面積

C．在水面上撒些痱子粉，是為了讓油膜盡量散開并呈現(xiàn)圓形

D．在水面上撒些痱子粉，是為了圍住油膜形成規(guī)則形狀

(3)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL溶液中有純油酸1 mL，用注射器測(cè)得1 mL上述溶液有200滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，測(cè)得油膜的近似輪廓如圖所示．圖中正方形小方格的邊長為1 cm，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直徑是_______ nm.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，M、N兩點(diǎn)處于同一水平面，O為M、N連線的中點(diǎn)，過O點(diǎn)的豎直線上固定一根絕緣光滑細(xì)桿，桿上A、B兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱第一種情況，在M、N兩點(diǎn)分別放置電荷量為+Q和-Q的等量異種點(diǎn)電荷，套在桿上帶正電的小金屬環(huán)從A點(diǎn)無初速度釋放，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn);第二種情況，在M、N兩點(diǎn)分別放置電荷量為+Q的等量同種點(diǎn)電荷，該金屬環(huán)仍從A點(diǎn)無初速度釋放，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn).則兩種情況中（ ）

A. 金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度第一種情況較大

B. 金屬環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間第一種情況較短

C. 金屬環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，動(dòng)能與重力勢(shì)能之和均保持不變

D. 金屬環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中(不含A、B兩點(diǎn))，在桿上相同位置的速度第一種情況較大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】跳傘運(yùn)動(dòng)員從300m高空無初速度跳傘下落，他自由下落4s后打開降落傘，以恒定的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)地面時(shí)的速度為4.0m/s，g=10m/s2。求：

（1）運(yùn)動(dòng)員打開降落傘處離地面的高度__________；

（2）運(yùn)動(dòng)員打開傘后運(yùn)動(dòng)的加速度__________；

（3）運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間__________。

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