【題目】如圖所示，x軸上方存在垂直紙面向外的勻強磁場，坐標(biāo)原點處有一正離子源，單位時間在xOy平面內(nèi)發(fā)射n0個速率為υ的離子，分布在y軸兩側(cè)各為θ的范圍內(nèi)。在x軸上放置長度為L的離子收集板，其右端點距坐標(biāo)原點的距離為2L，當(dāng)磁感應(yīng)強度為B0時，沿y軸正方向入射的離子，恰好打在收集板的右端點。整個裝置處于真空中，不計重力，不考慮離子間的碰撞，忽略離子間的相互作用。

（1）求離子的比荷；

（2）若發(fā)射的離子被收集板全部收集，求θ的最大值；

（3）假設(shè)離子到達x軸時沿x軸均勻分布。當(dāng)θ=370，磁感應(yīng)強度在B0 ≤B≤ 3B0的區(qū)間取不同值時，求單位時間內(nèi)收集板收集到的離子數(shù)n與磁感應(yīng)強度B之間的關(guān)系（不計離子在磁場中運動的時間）

【答案】（1）（2）（3）時，；時，；時，有

【解析】（1）洛倫茲力提供向心力，故，

圓周運動的半徑R=L，解得

（2）和y軸正方向夾角相同的向左和向右的兩個粒子，達到x軸位置相同，當(dāng)粒子恰好達到收集板最左端時，達到最大，軌跡如圖1所示，

根據(jù)幾何關(guān)系可知，解得

（3），全部收集到離子時的最小半徑為R，如圖2，有，

解得

當(dāng)時，所有粒子均能打到收集板上，有

，恰好收集不到粒子時的半徑為，有，即

當(dāng)時，設(shè)，解得

當(dāng)時，所有粒子都不能打到收集板上，

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】如圖所示，一帶電小球懸掛在平行板電容器內(nèi)部，閉合開關(guān)S，電容器充電后，細線與豎直方向夾角為φ，則下列說法中正確的是(　 　)

A. 保持開關(guān)S閉合，使兩極板靠近一些，φ將減小

B. 保持開關(guān)S閉合，將滑動變阻器滑片向右移動，φ將減小

C. 打開開關(guān)S，使兩極板靠近一些，φ將不變

D. 輕輕將細線剪斷，小球?qū)⒆鲂睊佭\動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在著強度E =2.5×102N/C方向豎直向上的勻強電場，在電場內(nèi)一長為L=0.5m的絕緣細線，一端固定在O點，一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、電荷量q=+4×10－2C的小球.現(xiàn)將細線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當(dāng)小球運動最高點時細線受到的拉力恰好達到它能承受的最大值而斷裂.取g =10m/s2.求：

（1）細線能承受的最大拉力；

（2）當(dāng)小球繼續(xù)運動到與O點水平方向距離為L時，小球距O點的高度.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明同學(xué)在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗時，為防止電流過大而損壞器材，電路中加了一個保護電阻R0，根據(jù)如圖所示電路圖進行實驗時，

（1）電流表量程應(yīng)選擇___________（填“0.6A”或“3A”），保護電阻應(yīng)選用_______（填“A”或“B”）;

A、定值電阻（阻值10.0Ω，額定功率10w）

B、定值電阻（阻值2.0Ω，額定功率5w）

（2）在一次測量中電壓表的指針位置如圖2所示，則此時電壓為________V

（3）根據(jù)實驗測得的5組數(shù)據(jù)畫出的U-I圖線如圖3所示，則干電池的電動勢E=______V，內(nèi)阻r=_____Ω（小數(shù)點后保留兩位）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為氫原子的能級圖，用某種頻率的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，受到激發(fā)后的氫原子只輻射出三種不同頻率的光a、b、c，頻率大小關(guān)系為，讓這三種光照射逸出功為10.2eV的某金屬表面，則

A. 照射氫原子的光子能量為12.09eV

B. 從n=3躍遷到n=2輻射出的光頻率為

C. 逸出的光電子的最大初動能為1.51eV

D. 光a、b、c均能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在方向垂直紙面的勻強磁場，一粒子發(fā)射源P位于足夠大絕緣平板MN的上方距離為d處，在紙面內(nèi)向各個方向發(fā)射速率均為v的同種帶電粒子，不考慮粒子間的相互作用和粒子重力，已知粒子做圓周運動的半徑大小也為d，則粒子

A. 能打在板上的區(qū)域長度為2d

B. 能打在板上離P點的最遠距離為2d

C. 到達板上的最長時間為

D. 到達板上的最短時間為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】由中山大學(xué)發(fā)起的空間引力波探測工程“天琴計劃”于2015年啟動，對一個超緊湊雙白矮星系統(tǒng)產(chǎn)生的引力波進行探測。該計劃采用三顆相同的衛(wèi)星(SCl、SC2、SC3)構(gòu)成一個等邊三角形陣列，三角形邊長約為地球半徑的27倍，地球恰好處于三角形中心，衛(wèi)星將在以地球為中心的圓軌道上運行，如圖所示(只考慮衛(wèi)星和地球之間的引力作用)，則

A. 衛(wèi)星繞地球運行的周期大于近地衛(wèi)星的運行周期

B. 衛(wèi)星繞地球運行的向心加速度大于近地衛(wèi)星的向心加速度

C. 衛(wèi)星繞地球運行的速度等于第一宇宙速度

D. 衛(wèi)星的發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（2）如圖所示，粗細相同的導(dǎo)熱玻璃A、B由橡皮軟管連接，一定質(zhì)量的空氣被水銀柱封閉在A管內(nèi)，氣柱長L1=39cm。B管上方與大氣相通，大氣壓強p0=76cmHg，環(huán)境溫度T0=300K。初始時兩管水銀面相平，若A管不動，將B管豎直向上緩慢移動一定高度后固定，A管內(nèi)水銀面上升了h1=1cm。大氣壓強不變。求：①B管與A管的水銀面高度差；②要使兩管內(nèi)水銀面再次相平，環(huán)境溫度變?yōu)槎嗌伲ńY(jié)果取整數(shù)）？

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