【題目】如圖所示，MN、PQ是水平帶等量異種電荷的平行金屬板，板長為L，在PQ板的上方有垂直紙面向里的范圍足夠大的勻強磁場．一個電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電粒子甲以大小為v0的速度從MN板的右邊緣且緊貼M點，沿平行于板的方向射入兩板間，結(jié)果甲粒子恰好從PQ板的左邊緣與水平方向成角飛入磁場，就在甲粒子射入平行板一段時間后，與甲粒子完全相同的乙粒子從相同的位置以相同的速度射入平行板，結(jié)果兩粒子恰好相遇，粒子重力不計．求

（1）甲粒子在金屬板間從M到Q運動的過程中，電場力對它所做的功W

（2）勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小B；

（3）從甲粒子射出到與乙粒子相遇的時間t．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

在平行板內(nèi)，粒子做類平拋運動，將運動分解到水平和豎直；進入磁場后粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力。

（1）根據(jù)題意可得粒子類平拋運動的速度偏轉(zhuǎn)角為，所以離開電場時粒子的速度等于初速度的倍，根據(jù)動能定理電場力對它所做的功

（2）甲粒子完全相同的乙粒子從相同的位置以相同的速度射入平行板，結(jié)果兩粒子恰好相遇，相遇的位置一定在平行板內(nèi)，所以甲粒子進入磁場后經(jīng)過偏轉(zhuǎn)從P點又進入平行板，所以甲粒子在磁場中的軌跡如下圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系可得：粒子圓周運動的半徑為，可得：。

（3）要想甲乙可以相遇，當(dāng)甲粒子剛到達(dá)P時，乙粒子從M點進入電場，此時甲粒子在垂直極板方向的分速度為v0，設(shè)極板的間距為d，結(jié)合甲粒子恰好從PQ板的左邊緣與水平方向成角飛入磁場，位移偏轉(zhuǎn)角的正切值等于速度偏轉(zhuǎn)角正切值的一半，可得d=0.5L，得出乙粒子開始進入電場到甲乙相遇經(jīng)歷的時間滿足，所以從甲粒子射出到與乙粒子相遇的時間

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】雜技表演中，固定在同一懸點的兩根長度均為L且不可伸長的輕繩分別系著甲、乙演員，他們在同一豎直面內(nèi)先后從不同高度相向無初速沿圓周擺下，在最低點相擁后，恰能一起擺到甲演員的出發(fā)點。已知甲、乙演員的質(zhì)量分別為2m和m，乙演員的出發(fā)點與最低點的高度差為，重力加速度為g，不計空氣阻力，甲、乙演員均視為質(zhì)點。試問：

(1)乙演員剛擺到最低點時對繩的拉力大小為多少?

(2)若兩人接著從甲演員的出發(fā)點一起無初速擺下到達(dá)最低點時甲推開乙，為了使乙恰能回到其最初出發(fā)點，甲演員應(yīng)對乙演員做多少功?

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一質(zhì)量m＝60kg的運動員從下蹲狀態(tài)豎直向上跳起，經(jīng)t＝0.2 s以大小v＝4 m/s的速度離開地面，取重力加速度g＝10m/s2。在這0.2s內(nèi)( )

A. 地面對運動員的沖量大小為240Ns

B. 地面對運動員的沖量大小為360Ns

C. 地面對運動員做的功為零

D. 地面對運動員做的功為480 J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明家的保險絲突然熔斷，以下原因不可能的是　　

A. 家用電器的總功率過大

B. 導(dǎo)線絕緣皮損壞，火線、零線直接接觸，造成短路

C. 燈座里的電線發(fā)生短路

D. 火線斷路

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系，甲、乙同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。其中M為小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量,m0為滑輪的質(zhì)量，滑輪大小不計且光滑。力傳感器可測出輕繩中的拉力大小。

（1）實驗時，一定要進行的操作是________

A.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量

B.將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力

C.小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)

D.為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M。

（2）甲同學(xué)在實驗中得到如圖所示的一條紙帶（兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出），已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（3）甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a－F圖象是一條直線，圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為________

A． B． C． D．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一條細(xì)線的一端與水平地面上的物體B相連，另一端繞過一輕質(zhì)定滑輪與小球A相連，定滑輪用另一條細(xì)線固定在天花板上的O′點，細(xì)線與豎直方向所成的夾角為α，則以下說法正確的是(　)

A. 無論物體B在地板上左移還是右移，只要距離足夠小，α角將不變

B. 增大小球A的質(zhì)量，若B仍保持不動，α角不變

C. 若OB繩與地面夾角為300，則α=300

D. 將B向右移動少許，若B仍保持不動，則B與地面的摩擦力變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩質(zhì)點某時刻由同一地點沿同一方向開始做直線運動，若以該時刻作為計時起點，得到兩質(zhì)點的x－t圖象如圖所示，則下列說法正確的是

A. 0~t1時間內(nèi)，乙質(zhì)點做勻加速直線運動

B. t1時刻，乙質(zhì)點從后面追上甲質(zhì)點

C. t1時刻，兩質(zhì)點相距最遠(yuǎn)

D. 0~t1時間內(nèi)，兩質(zhì)點的平均速度相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在空間有一坐標(biāo)系直線與軸正方向的夾角為30°，第一象限內(nèi)有兩個方向都垂直紙面向外的勻強磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，直線是他們的邊界，上方區(qū)域Ⅰ中磁場的磁感應(yīng)強度為一質(zhì)量為電荷量為的質(zhì)子(不計重力)以速度從點沿與成30°角的方向垂直磁場進入?yún)^(qū)域Ⅰ,質(zhì)子先后通過磁場區(qū)域和Ⅱ后，恰好垂直打在軸上的Q點(圖中未畫出),則

A. 質(zhì)子在區(qū)域Ⅰ中運動的時間為

B. 質(zhì)子在區(qū)域Ⅰ中運動的時間為

C. 質(zhì)子在區(qū)域Ⅱ中運動的時間為

D. 質(zhì)子在區(qū)域Ⅱ中運動的時間為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個質(zhì)量為m、電阻不計、足夠長的光滑U形金屬框架MNPQ，位于光滑水平桌面上，分界線OO′分別與平行導(dǎo)軌MN和PQ垂直，兩導(dǎo)軌相距L。在OO′的左右兩側(cè)存在著區(qū)域很大、方向分別為豎直向上和豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小均為B。另有質(zhì)量也為m的金屬棒CD，垂直于MN放置在OO′左側(cè)導(dǎo)軌上，并用一根細(xì)線系在定點A。已知，細(xì)線能承受的最大拉力為T0 ，CD棒接入導(dǎo)軌間的有效電阻為R。現(xiàn)從t=0時刻開始對U形框架施加水平向右的拉力F，使其從靜止開始做加速度為a的勻加速直線運動。

（1）求從框架開始運動到細(xì)線斷裂所需的時間t0；

（2）若細(xì)線尚未斷裂，求在t時刻水平拉力F的大��；

（3）求從框架開始運動到細(xì)線斷裂的過程中流過回路的電量q。

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