【題目】如圖所示,靜止于A處的離子,經(jīng)電壓為U的加速電場加速后沿圖中的半圓弧虛線通過靜電分析器,從P點(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場,電場方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻向分布的電場,已知圓弧所在處場強(qiáng)大小都為E0,方向沿圓弧半徑指向圓心O。離子質(zhì)量為m、電荷量為qQN=2d、PN=3d,離子重力不計。

(1)離子離開加速電場時的速度;

(2)求圓弧虛線對應(yīng)的半徑R的大小;

(3)若離子恰好能打在QN的中點(diǎn)上,求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的值

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)(2)離子在加速電場中加速時,電場力做功,動能增加,根據(jù)動能定理列出方程;粒子進(jìn)入靜電分析器,靠電場力提供向心力,結(jié)合牛頓第二定律列出方程,即可求出圓弧虛線對應(yīng)的半徑R的大小

(3)離子進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場后做類平拋運(yùn)動,將其進(jìn)行正交分解,由牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式結(jié)合,可求解場強(qiáng)E0的值。

(1) 離子在加速電場中加速,根據(jù)動能定理,有:

解得:;

(2) 離子在輻向電場中做勻速圓周運(yùn)動,電場力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律,有:

解得:;

(3) 離子做類平拋運(yùn)動,有:

d=vt

由牛頓第二定律得

qE=ma,得。

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,一豎直放置的U形管兩端開口、粗細(xì)均勻,兩管的豎直部分高度為20cm,內(nèi)徑很小,水平部分BC16cm。一空氣柱將管內(nèi)水銀分隔成左右兩段。大氣壓強(qiáng)P0=76cmHg。當(dāng)空氣柱溫度為T0=273K、長為L0=8cm,BC管內(nèi)左邊水銀柱和AB管內(nèi)水銀柱長都為2cm。右邊水銀柱只畫出了一部分,求:(1)右邊水銀柱總長是多少?

(2)若緩慢降低空氣柱的溫度,當(dāng)空氣柱的溫度為多少時,左邊水銀柱全部進(jìn)入BC?

(3)若緩慢控制空氣柱的溫度,當(dāng)空氣柱的溫度為多少時,左邊的水銀恰好有一半緩慢溢出U形管?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量m=2kg的物塊自斜面底端A以初速度v0=10m/s沿足夠長的固定斜面向上滑行,經(jīng)時間t=1s速度減為零.已知斜面的傾角θ=37°,重力加速度g10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.試求:

(1)物塊上滑過程中加速度的大;

(2)物塊上滑過程中克服摩擦力做的功;

(3)物塊回到底端A時的動能.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用手掌平托一蘋果,保持這樣的姿勢在豎直平面內(nèi)按順時針方向做勻速圓周運(yùn)動.在蘋果從最低點(diǎn)a運(yùn)動到最高點(diǎn)c的過程中

A. 蘋果的機(jī)械能增大

B. 蘋果所受的合外力不變

C. 蘋果先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)

D. 手對蘋果的作用力始終指向圓心O

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(18分)如圖甲所示,相隔一定距離的豎直邊界兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場區(qū),磁場方向垂直紙面向里,在邊界上固定兩長為L的平行金屬極板MN和PQ,兩極板中心各有一小孔、,兩極板間電壓的變化規(guī)律如圖乙所示,正反向電壓的大小均為,周期為。在時刻將一個質(zhì)量為、電量為)的粒子由靜止釋放,粒子在電場力的作用下向右運(yùn)動,在時刻通過垂直于邊界進(jìn)入右側(cè)磁場區(qū)。(不計粒子重力,不考慮極板外的電場)

(1)求粒子到達(dá)速度大小和極板距離

(2)為使粒子不與極板相撞,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)滿足的條件。

(3)若已保證了粒子未與極板相撞,為使粒子在時刻再次到達(dá),且速度恰好為零,求該過程中粒子在磁場內(nèi)運(yùn)動的時間和磁感強(qiáng)度的大小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是世界物理學(xué)史上兩個著名實(shí)驗(yàn)的裝置圖,下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是

A. 圖甲是粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置,盧瑟福指導(dǎo)他的學(xué)生們進(jìn)行粒子散射實(shí)驗(yàn)研究時,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子

B. 圖甲是粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置,湯姆孫根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn),提出了原子棗糕模型結(jié)構(gòu)

C. 圖乙是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律,超過極限頻率的入射光頻率越大,則光電子的最大初動能越大

D. 圖乙是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律,超過極限頻率的入射光光照強(qiáng)度一定,則光的頻率越大所產(chǎn)生的飽和光電流就越大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,物塊A、B間拴接一個壓縮后被鎖定的輕彈簧,整個系統(tǒng)靜止放在光滑水平地面上,其中A物塊最初與左側(cè)固定的擋板相接觸,B物塊質(zhì)量為4kg.現(xiàn)解除對彈簧的鎖定,在A離開擋板后,B物塊的V-t圖如圖乙所示,則可知(

A. 物塊A的質(zhì)量為4 kg

B. 運(yùn)動過程中物塊A的最大速度為vm=4m/s

C. 在物塊A離開擋板前,系統(tǒng)動量守恒、機(jī)械能守恒

D. 在物塊A離開擋板后彈簧的最大彈性勢能為6J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光),如圖所示。則可判斷出

A. 甲光的頻率大于乙光的頻率

B. 乙光的波長大于丙光的波長

C. 乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率

D. 甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中,利用所學(xué)的知識解決了如下問題:把一開口向右、內(nèi)壁光滑、深度為h=0.25m的小圓筒水平固定在桌面上,同時把一輕彈簧一端固定于小圓筒內(nèi)部左端,沒有外力作用時彈簧的另一端位于筒內(nèi)。如圖甲所示,如果本實(shí)驗(yàn)的長度測量工具只能測量出筒外彈簧的長度l,現(xiàn)要測出彈簧的原長l0和彈簧的勁度系數(shù),該同學(xué)通過改變所掛鉤碼的個數(shù)來改變l,作出F-l圖線如圖乙所示。

1)由此圖線可得出的結(jié)論是______;

2)彈簧的勁度系數(shù)為______N/m,彈簧的原長10=______m。

3)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時,把彈簧水平放置與彈簧豎直懸掛放置相比較,優(yōu)點(diǎn)在于______

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