【題目】如圖所示為離子分析裝置的簡化模型,空間存在以虛線OP為分界線的范圍足夠?qū)拸V勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場方向與分界線垂直,電場強(qiáng)度大小E磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B，OP=a。現(xiàn)有某一速率為v的正離子從O點(diǎn)垂直于OP飛入勻強(qiáng)磁場區(qū)域,經(jīng)兩個(gè)半圓周后豎直向上通過P點(diǎn),不計(jì)離子的重力及空氣阻力,求：

(1)該正離子的比荷；

(2)該正離子從O點(diǎn)出發(fā)到豎直向上通過P點(diǎn)全程所用的時(shí)間

【答案】（1） （2）

【解析】

（1）由幾何關(guān)系找到在磁場中的運(yùn)動(dòng)半徑，根據(jù)求解比荷；（2）粒子在磁場中做兩個(gè)半圓周運(yùn)動(dòng)，在電場中先減速向上后加速向下，根據(jù)牛頓定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)公式求解在單場中的時(shí)間.

（1）粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖；

由幾何知識可知，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑r=；

由洛倫茲力等于向心力可得：，

可得 ；

（2）粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間： ；

在電場中的加速度

在電場中的時(shí)間： ，

則該正離子從O點(diǎn)出發(fā)到豎直向上通過P點(diǎn)全程所用的時(shí)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】如圖所示，在傾角為30°的光滑斜面上，一輕質(zhì)彈簧兩端連接兩個(gè)質(zhì)量均為m＝1 kg的物塊B和C。物塊C緊靠著擋板P，物塊B通過一跨過光滑定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩與質(zhì)量m0＝8 kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A相連，與物塊B相連的細(xì)繩平行于斜面，小球A在外力作用下靜止在對應(yīng)圓心角為60°、半徑R＝2 m的光滑圓弧軌道的最高點(diǎn)a處，此時(shí)細(xì)繩恰好伸直且無拉力，圓弧軌道的最低點(diǎn)b與光滑水平軌道bc相切�，F(xiàn)由靜止釋放小球A，當(dāng)小球A滑至b點(diǎn)時(shí)，物塊B未到達(dá)a點(diǎn)，物塊C恰好離開擋板P，此時(shí)細(xì)繩斷裂。已知重力加速度g取10 m/s2，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，細(xì)繩不可伸長，定滑輪的大小不計(jì)。求：

(1)彈簧的勁度系數(shù)；

(2)在細(xì)繩斷裂后的瞬間，小球A對圓弧軌道的壓力大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m，電荷量為+q的帶正電絕緣體物塊位于高度略大于物塊高的水平寬敞絕緣隧道中，隧道足夠長，物塊上、下表面與隧道上、下表面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，整個(gè)空間存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)給物塊水平向右的初速度v0，空氣阻力忽略不計(jì)，物塊電荷量不變，則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，物塊克服阻力做功不可能為（　�。�

A. 0 B. mv02

C. mv02+ D. mv02

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。如圖所示，圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I變化的關(guān)系圖象（電池電動(dòng)勢不變，內(nèi)阻不是定值），圖線b是某電阻R的U–I圖象。在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，下列說法中正確的是

A. 硅光電池的內(nèi)阻為10Ω

B. 硅光電池的總功率為0.72W

C. 硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為0.32 W

D. 若將R換成阻值更大的電阻，硅光電池的輸出功率增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)有水平向右、場強(qiáng)為E=1×104 N/C的勻強(qiáng)電場.在勻強(qiáng)電場中有一根長L=2 m的絕緣細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為0.08 kg的帶電小球，它靜止時(shí)懸線與豎直方向成37°角，若小球獲得初速度恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，取小球在靜止時(shí)的位置為電勢能零點(diǎn)和重力勢能零點(diǎn)，cos37°＝0.8，g取10 m/s2.下列說法正確( )

A. 小球的帶電荷量q=6×10－5 C

B. 小球動(dòng)能的最小值為1J

C. 小球在運(yùn)動(dòng)至圓周軌跡上的最高點(diǎn)時(shí)有機(jī)械能的最小值

D. 小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的電勢能和機(jī)械能之和保持不變，且為4J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根絕緣輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)均為k，豎直靜止吊起一根長為L的勻質(zhì)水平金屬棒AC，金屬棒處在與棒垂直的水平勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)金屬棒中通入由A端流向C端的電流I時(shí)，兩彈簧的伸長量均增加了x。關(guān)于該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向，下列判斷正確的是（　�。�

A. 大小為，方向水平向里

B. 大小為，方向水平向外

C. 大小為，方向水平向里

D. 大小為，方向水平向外

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為20：1，原線圈所接交流電源的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220sin100πt（V），Q為保險(xiǎn)絲（電阻不計(jì)），其額定電流為0.2A，R為負(fù)載電阻．下列判斷正確的是（　�。�

A. 該交流電源的頻率為100Hz

B. 副線圈兩端的電壓為11V

C. 要使保險(xiǎn)絲不被燒斷，R中通過的電流不超過4A

D. 要使保險(xiǎn)絲不被燒斷，R的阻值不小于3Ω

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（20分）如圖，O、A、B為同一豎直平面內(nèi)的三個(gè)點(diǎn)，OB沿豎直方向，，.將一質(zhì)量為m的小球以一定的初動(dòng)能自O點(diǎn)水平向右拋出，小球在運(yùn)動(dòng)過程中恰好通過A點(diǎn)。使此小球帶電，電荷量為q（q＞0），同時(shí)加一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向與所在平面平行，現(xiàn)從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿某一方向拋出此帶點(diǎn)小球，該小球通過了A點(diǎn)，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是初動(dòng)能的3倍；若該小球從O點(diǎn)以同樣的初動(dòng)能沿另一方向拋出，恰好通過B點(diǎn)，且到達(dá)B點(diǎn)的動(dòng)能為初動(dòng)能的6倍，重力加速度大小為g。求

（1）無電場時(shí)，小球達(dá)到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與初動(dòng)能的比值；

（2）電場強(qiáng)度的大小和方向。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間存在勻強(qiáng)電場，在兩極板間某位置用絕緣細(xì)線懸掛一質(zhì)量m=10g的帶電小球，靜止時(shí)細(xì)線跟豎直方向成θ=45°角，小球與右極板距離為b=20cm。

(1)若小球所帶的電荷量q=5×10－7C，則兩極板間的電場強(qiáng)度大小為多少?

(2)若剪斷細(xì)線，則小球做什么運(yùn)動(dòng)?需多長時(shí)間到達(dá)右極板?(g取10m/s2)

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