如圖甲所示，高h、長Ｌ的光滑絕緣正方形臺(tái)面上加有一豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場．在臺(tái)面右側(cè)接著一個(gè)與內(nèi)側(cè)邊線對(duì)齊、每板寬為d（d＜）的平行板電容器（電容器有光滑絕緣的底部），右板接電源的正極，左板接電源負(fù)極，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電量為+q的一群粒子（視為質(zhì)點(diǎn)）從靠近右板在底部由靜止釋放，通過左板的小孔進(jìn)入磁場，不計(jì)一切阻力，重力加速度取g．求：

(1)若取電容器的電壓為U，求這些帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑；

(2)若要求這些粒子都從臺(tái)面右側(cè)射出，則電容器的電壓應(yīng)滿足什么條件？

(3)在地面上建立如圖坐標(biāo)系，當(dāng)時(shí)，在圖乙中畫出這些粒子落地時(shí)在這個(gè)坐標(biāo)系中

的痕跡（要求寫出計(jì)算說明的過程并大致標(biāo)明痕跡的位置）。

 


解：（1）在電容器中，根據(jù)動(dòng)能定理，有：  ①(2分)

在磁場中，根據(jù)洛牛頓第二定律，有：  ②(2分)

①②聯(lián)立得粒子運(yùn)動(dòng)的半徑為：          ③(2分)

(2)當(dāng)在電容器底部外側(cè)經(jīng)加速的粒子恰好能從臺(tái)面的外側(cè)相切射出時(shí)，粒子的半徑最大，如圖所示．

即                            ④(2分)

④代入③解得：            ⑤(1分)

當(dāng)U＞0，在電容器內(nèi)側(cè)粒子，那怕不能一次在磁場中從臺(tái)面右側(cè)射出，也可以再進(jìn)入電容器減速至底部右側(cè)，又再重新加速進(jìn)入磁場，多周后也能從臺(tái)面右側(cè)射出。(2分)

故電容器的電壓滿足的條件為：。    (1分)

(3)把代入③得粒子運(yùn)動(dòng)的半徑為：     (1分)

說明當(dāng)粒子從電容器遠(yuǎn)側(cè)射入磁場時(shí)，粒子從臺(tái)面右側(cè)中點(diǎn)射出，當(dāng)粒子從電容器近側(cè)射入磁場時(shí)，粒子從臺(tái)面距中點(diǎn)為d處射出。             (1分)

粒子從臺(tái)面右側(cè)射出后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)它的落地時(shí)間為t。

由，得：       (1分)

粒子水平位移 (1分) ks5u

    至此可作得這些粒子落地時(shí)的軌跡如下圖所示中的PQ連線。（2分）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，高h(yuǎn)、長L的光滑絕緣正方形臺(tái)面上加有一豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場．在臺(tái)面右側(cè)接著一個(gè)與內(nèi)側(cè)邊線對(duì)齊、每板寬為d（d＜
L
2
）的平行板電容器（電容器有光滑絕緣的底部），右板接電源的正極，左板接電源負(fù)極，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電量為+q的一群粒子（視為質(zhì)點(diǎn)）從靠近右板在底部由靜止釋放，通過左板的小孔進(jìn)入磁場，不計(jì)一切阻力，重力加速度取g．求：
（1）若取電容器的電壓為U，求這些帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑；
（2）若要求這些粒子都從臺(tái)面右側(cè)射出，則電容器的電壓應(yīng)滿足什么條件？
（3）在地面上建立如圖坐標(biāo)系，當(dāng)U=
qB 2L 2
32m
時(shí)，在圖乙中畫出這些粒子落地時(shí)在這個(gè)坐標(biāo)系中
的痕跡（要求寫出計(jì)算說明的過程并大致標(biāo)明痕跡的位置）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

選做題：請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評(píng)分．
A．（選修模塊33）
（1）下列說法正確的是
 
．
A．當(dāng)兩個(gè)分子間的分子勢能增大時(shí)，分子間作用力一定減小
B．大量分子的集體行為是不規(guī)則的，帶有偶然性
C．晶體和非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化
D．人類利用能源時(shí)，是將高品質(zhì)的能量釋放出來并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能
（2）一定質(zhì)量的理想氣體，體積由V1壓縮至V2，第一次是經(jīng)過一個(gè)等溫過程，最終氣體壓強(qiáng)是p1、氣體內(nèi)能是E1；第二次是經(jīng)過一個(gè)等壓過程，最終氣體壓強(qiáng)是p2、氣體內(nèi)能是E2；則p1
 
p2，E1
 
E2．（填“＞”“=”或“＜”）
（3）當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時(shí)，油酸就在水面上散開，油酸分子就立在水面上，形成單分子層油膜，現(xiàn)有按酒精與油酸的體積比為m：n 配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個(gè)裝有約2cm深水的淺盤，一支滴管，一個(gè)量筒．現(xiàn)用滴管從量筒中取V體積的溶液，讓其自由滴出，全部滴完共為N滴．
①用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤，待油酸薄膜穩(wěn)定后，將薄膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，如圖甲所示．（已知坐標(biāo)紙上每個(gè)小方格面積為S，求油膜面積時(shí)，半個(gè)以上方格面積記為S，不足半個(gè)舍去）則油膜面積為
 
．
②求出估算油酸分子直徑的表達(dá)式．
B．（選修模塊34）
（1）下列說法正確的是
 
．
A．測定某恒星特定元素發(fā)出光的頻率，對(duì)比地球上該元素的發(fā)光頻率，可以推算該恒星遠(yuǎn)離地球的速度
B．無線電波沒有偏振現(xiàn)象
C．紅外線比無線電波更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象
D．在一個(gè)確定的參考系中觀測，運(yùn)動(dòng)物體上物理過程的時(shí)間進(jìn)程跟物體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)
（2）在“研究單擺周期與擺長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，擺的振幅不要太大，擺線要細(xì)些、伸縮性要小，線的長度要盡量
 
（填“長些”或“短些”）．懸點(diǎn)要固定，擺長是懸點(diǎn)到
 
的距離．
（3）如圖乙，為一圓柱中空玻璃管，管內(nèi)徑為R1，外徑為R2，R2=2R1．一束光線在圓柱橫截面內(nèi)射向玻璃管，為保證在內(nèi)壁處光不會(huì)進(jìn)入中空部分，問入射角i應(yīng)滿足什么條件？
C．（選修模塊35）
（1）存在下列事實(shí)：①一對(duì)高能的γ光子相遇時(shí)可能產(chǎn)生一對(duì)正負(fù)電子；②一個(gè)孤立的γ光子不論其頻率多高都不可能產(chǎn)生一對(duì)正負(fù)電子；③一個(gè)高能的γ光子經(jīng)過重核附近時(shí)可能產(chǎn)生一對(duì)正負(fù)電子；④原子核發(fā)生變化時(shí)，只發(fā)射一些特定頻率的γ光子．關(guān)于上述事實(shí)下列說法正確的是（電子質(zhì)量me，光在真空中速度為c，普朗克常量為h）
 
．
A．事實(shí)①表明，微觀世界中的相互作用，只要符合能量守恒的事件就一定能發(fā)生
B．事實(shí)②說明，動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律
C．事實(shí)③中，由于外界重核的參與，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，而γ光子的頻率需滿足ν≥
mec2
h

D．事實(shí)④中表明，原子核的能級(jí)也是不連續(xù)的
（2）
 
232
90
Th本身不是易裂變材料，但是一種增殖材料，它能夠吸收慢中子變成
 
233
90
Th，然后經(jīng)過
 
次
 
衰變轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎儾牧镶櫟耐凰?span id="zrfc6ph" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
 
233
92
U．
（3）如圖丙為通過某光電管的光電流與兩極間電壓的關(guān)系，當(dāng)用光子能量為4.5eV的藍(lán)光照射光電管的陰極K時(shí)，對(duì)應(yīng)圖線與橫軸的交點(diǎn)U1=-2.37V．（普朗克常量h=6.63×10-34 J?s，電子電量e=1.6×10-19 C）（以下計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 
①求陰極K發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率．
②當(dāng)用光子能量為7.0eV的紫外線持續(xù)照射光電管的陰極K時(shí)，測得飽和電流為0.32μA，求陰極K單位時(shí)間發(fā)射的光電子數(shù)．精英家教網(wǎng)

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科目：高中物理 來源：全國各地重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考、高考物理模擬試卷壓軸題精選一百道 題型：038

如圖甲所示，兩個(gè)足夠長且電阻不計(jì)的光滑金屬軌道，間距L＝1 m，在左端斜軌道部分高h(yuǎn)＝1.25 m處放置一金屬桿a，斜軌道與平直軌道區(qū)域以光滑圓弧連接，在平直軌道右端放置另一金屬桿b，桿a、b的電阻分別為Ra＝2 Ω、Rb＝4 Ω．在平面軌道區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2 T，現(xiàn)桿b以初速度v0＝5 m/s開始向左滑動(dòng)，同時(shí)由靜止釋放桿a．從a下滑到水平軌道時(shí)開始計(jì)時(shí)，a、b桿運(yùn)動(dòng)的速度－時(shí)間圖象如圖乙所示．其中ma＝2 kg，mb＝1 kg，g＝10 m/s2，以a的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎螅?/P>

(1)當(dāng)桿a在水平軌道上的速度為3 m/s時(shí)，桿b的加速度為多少？

(2)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中桿b上產(chǎn)生的焦耳熱．

(3)桿a在斜軌道上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)桿b向左移動(dòng)的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，高h、長Ｌ的光滑絕緣正方形臺(tái)面上加有一豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場．在臺(tái)面右側(cè)接著一個(gè)與內(nèi)側(cè)邊線對(duì)齊、每板寬為d（d＜）的平行板電容器（電容器有光滑絕緣的底部），右板接電源的正極，左板接電源負(fù)極，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電量為+q的一群粒子（視為質(zhì)點(diǎn)）從靠近右板在底部由靜止釋放，通過左板的小孔進(jìn)入磁場，不計(jì)一切阻力，重力加速度取g．求：

(1)若取電容器的電壓為U，求這些帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑；

(2)若要求這些粒子都從臺(tái)面右側(cè)射出，則電容器的電壓應(yīng)滿足什么條件？

(3)在地面上建立如圖坐標(biāo)系，當(dāng)時(shí)，在圖乙中畫出這些粒子落地時(shí)在這個(gè)坐標(biāo)系中

的痕跡（要求寫出計(jì)算說明的過程并大致標(biāo)明痕跡的位置）。

 


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