(14分)如圖甲所示,豎直放置的金屬板A、B中間開有小孔,小孔的連線沿水平放置的金屬板C、D的中軸線,粒子源P可以連續(xù)地產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(初速不計(jì)),粒子在A、B間被加速后,再進(jìn)入金屬板C、D間偏轉(zhuǎn)并均能從此電場(chǎng)中射出.已知金屬板A、B間的電壓UAB=U0,金屬板C、D長(zhǎng)度為L,間距d = .兩板之間的電壓UCD隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示.在金屬板C、D右側(cè)有一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在圖示的半環(huán)形帶中,該環(huán)形帶的內(nèi)、外圓心與金屬板CD的中心O點(diǎn)重合,內(nèi)圓半徑Rl = .磁感應(yīng)強(qiáng)度B0 =.已知粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于電場(chǎng)變化的周期(電場(chǎng)變化的周期T未知),粒子重力不計(jì).

(1)求粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí),在垂直于板面方向偏移的最大距離;

(2)若所有粒子均不能從環(huán)形磁場(chǎng)的右側(cè)穿出,求環(huán)形帶磁場(chǎng)的最小寬度;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

解:(1)設(shè)粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)瞬間的速度為v0,

對(duì)粒子加速過程由動(dòng)能定理得                    3分

進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后,加速度                        1分

設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則有                          1分

只有t=T/2時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的粒子,垂直于極板方向偏移的距離最大

                                  3分

(2)t =時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的粒子剛好不能穿出磁場(chǎng)時(shí)的環(huán)帶寬度為磁場(chǎng)的最小寬度.設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,

對(duì)粒子的偏轉(zhuǎn)過程有   2分

解得                        1分

在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為   2分

如圖所示,設(shè)環(huán)帶外圓半徑為R2,

                       2分

解得R2=L                              2分

 所求d = R2-R1=                 1分

 

 

 解析:略

 

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:

(2009?徐匯區(qū)模擬)如圖甲所示,豎直放置的汽缸內(nèi)壁光滑,活塞厚度與質(zhì)量均不計(jì),在B處設(shè)有限制裝置,使活塞只能在B以上運(yùn)動(dòng),B以下汽缸的容積為V0,A、B之間的容積為0.2V0.開始時(shí)活塞在A處,溫度為87℃,大氣壓強(qiáng)為p0,現(xiàn)緩慢降低汽缸內(nèi)氣體的溫度,直至活塞移動(dòng)到A、B的正中間,然后保持溫度不變,在活塞上緩慢加砂,直至活塞剛好移動(dòng)到B,然后再緩慢降低汽缸內(nèi)氣體的溫度,直到-3℃.求:
(1)活塞剛到達(dá)B處時(shí)的溫度TB
(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)p;
(3)在圖乙中畫出整個(gè)過程的p-V圖線.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?松江區(qū)一模)如圖甲所示,豎直放置的無限長(zhǎng)直導(dǎo)線的右側(cè)固定一小圓環(huán),直導(dǎo)線與小圓環(huán)在同一平面內(nèi),導(dǎo)線中通入如圖乙所示電流,(規(guī)定電流方向向上時(shí)為正)下列說法正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線MN通有圖示方向的恒定電流I,有一閉合矩形金屬框abcd與導(dǎo)線在同一平面內(nèi),在金屬框內(nèi)部通有如圖乙所示的變化磁場(chǎng)(規(guī)定垂直于紙面向里為磁場(chǎng)的正方向),下列說法正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?徐州三模)如圖甲所示,豎直放置的金屬板A、B中間開有小孔,小孔的連線沿水平放置的金屬板C、D的中間線,粒子源P可以間斷地產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(初速不計(jì)),粒子在A、B間被加速后,再進(jìn)入金屬板C、D間偏轉(zhuǎn)并均能從此電場(chǎng)中射出.已知金屬板A、B間的電壓UAB=U0,金屬板C、D長(zhǎng)度為L(zhǎng),間距d=
3
L
3
.兩板之間的電壓UCD隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示.在金屬板C、D右側(cè)有二個(gè)垂直紙面向里的均勻磁場(chǎng)分布在圖示的半環(huán)形帶中,該環(huán)帶的內(nèi)、外圓心與金屬板C、D的中心O點(diǎn)重合,內(nèi)圓半徑Rl
3
L
3
=,磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=
24mU0
qL2
.已知粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間遠(yuǎn)小于電場(chǎng)變化的周期(電場(chǎng)變化的周期T未知),粒子重力不計(jì).

(1)求粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí),在垂直于板面方向偏移的最大距離;
(2)若所有粒子均不能從環(huán)形磁場(chǎng)的右側(cè)穿出,求環(huán)帶磁場(chǎng)的最小寬度;
(3)若原磁場(chǎng)無外側(cè)半圓形邊界且磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖丙所示的規(guī)律變化,設(shè)垂直紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较颍畉=
T
2
時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的帶電微粒離開電場(chǎng)后進(jìn)入磁場(chǎng),t=
3T
4
時(shí)該微粒的速度方向恰好豎直向上,求該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖甲所示,豎直放置的汽缸內(nèi)壁光滑,活塞厚度與質(zhì)量均不計(jì),在B處設(shè)有限制裝置,使活塞只能在B以上運(yùn)動(dòng),B以下汽缸的容積為V0,A、B之間的容積為0.2V0.開始時(shí)活塞在B處,缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)p0相同,溫度為77°C,現(xiàn)緩慢升高汽缸內(nèi)氣體的溫度,直至活塞移動(dòng)到A處,然后保持溫度不變,在活塞上緩慢加砂,直至活塞剛好移動(dòng)到B,然后再緩慢降低汽缸內(nèi)氣體的溫度,直到42°C.求:
(1)活塞剛到達(dá)A處時(shí)的溫度TA;
(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)p;
(3)在圖乙中畫出整個(gè)過程的p-V圖線.

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