【題目】中國(guó)著名物理學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士何澤慧教授曾在1945年首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到正、負(fù)電子的彈性碰撞過(guò)程。有人設(shè)想利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)控制正、負(fù)電子在云室中運(yùn)動(dòng)來(lái)再現(xiàn)這一過(guò)程。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理如下：在如圖所示的xOy平面內(nèi)，A、C二小孔距原點(diǎn)的距離均為L，每隔一定的時(shí)間源源不斷地分別從A孔射入正電子，C孔射入負(fù)電子，初速度均為v0，方向垂直x軸，正、負(fù)電子的質(zhì)量均為m，電荷量分別為e和-e（忽略電子之間的相互作用及電子重力）。在y軸的左側(cè)區(qū)域加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在y軸的右側(cè)區(qū)域加一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出），要使正、負(fù)電子在y軸上的P（0，L）處相碰。求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向；

（2）在P點(diǎn)相碰的正、負(fù)電子射入小孔的時(shí)間差；

（3）由A孔射入電場(chǎng)的正電子，有部分在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有與負(fù)電子相碰，最終打在x正半軸上D點(diǎn)，求OD間距離。

【答案】（1），方向垂直紙面向外（2） （3）3L

【解析】（1）負(fù)電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由圖可知，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=L，由

得到：

方向垂直紙面向外

（2）負(fù)電子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：

正電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為： .

時(shí)間差為： .

（3）正電子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)角為，則：

，則sin，cos.

正電子此時(shí)速度大小為： .

在P點(diǎn)沒(méi)有與負(fù)電子相碰的正電子，在第一象限的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中順時(shí)針由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)。軌跡如圖所示：

正電子在磁場(chǎng)中的軌道半徑為： ，即O`P=O`D= .

.

解得：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“疊羅漢”是一種游戲和體育活動(dòng)，可由二人以上的人層疊成各種樣式，在中國(guó)民間流傳甚廣。三人靠近站成一排，兩人從地面躍起穩(wěn)穩(wěn)地站在三人肩膀上，最后一人再到達(dá)最上面，這樣就形成了如圖所示的“羅漢”造型。當(dāng)表演結(jié)束時(shí)，最上面的人水平跳出，落到地面上。在中間兩人從地面躍起的過(guò)程中，關(guān)于人和地面之間的相互作用力，下列說(shuō)法中正確的是

A. 人對(duì)地面的作用力與地面對(duì)人的作用力大小相等

B. 人對(duì)地面的作用力小于地面對(duì)人的作用力

C. 人對(duì)地面的作用力大于地面對(duì)人的作用力

D. 人對(duì)地面的作用力和地面對(duì)人的作用力方向相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】是豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道，在下端B與水平直軌道相切，如圖所示．一小球自A點(diǎn)起由靜止開(kāi)始沿軌道下滑．已知圓軌道半徑為R，小球的質(zhì)量為m，不計(jì)各處摩擦．求

（1）小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能
（2）小球下滑到距水平軌道的高度為 R時(shí)的速度大小和方向
（3）小球經(jīng)過(guò)圓弧軌道的B點(diǎn)和水平軌道的C點(diǎn)時(shí)，所受軌道支持力NB、NC各是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一矩形輕質(zhì)柔軟反射膜可繞過(guò)O點(diǎn)垂直紙面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其在紙面上的長(zhǎng)度為L1，垂直紙面的寬度為L2。在膜的下端(圖中A處)掛有一平行于轉(zhuǎn)軸，質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L2的導(dǎo)體棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足夠大的太陽(yáng)能光電池板，能接收到經(jīng)反射膜反射到光電池板上的所有光能，并將光能轉(zhuǎn)化成電能。光電池板可等效為一個(gè)電池，輸出電壓恒定為 U；輸出電流正比于光電池板接收到的光能（設(shè)垂直于入射光單位面積上的光功率保持恒定）。導(dǎo)體棒處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，并與光電池構(gòu)成回路，流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流垂直紙面向外（注：光電池與導(dǎo)體棒直接相連，連接導(dǎo)線未畫(huà)出）。

（1）現(xiàn)有一束平行光水平入射，當(dāng)反射膜與豎直方向成θ=60°時(shí)，導(dǎo)體棒處于受力平衡狀態(tài)，求此時(shí)電流強(qiáng)度的大小和光電池的輸出功率；

（2）當(dāng)θ變成45°時(shí)，光電池輸出電流I`與60°時(shí)輸出電流I之比為多少；

（3）當(dāng)θ變成45°時(shí)，光電池除維持導(dǎo)體棒平衡外，還能輸出多少額外電功率？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)量不計(jì)的直角形支架兩端分別連接質(zhì)量為m和2m的小球A和B．支架的兩直角邊長(zhǎng)度分別為2l和l，支架可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示．開(kāi)始時(shí)OA邊處于水平位置，由靜止釋放，則（ ）

A.A球的最大速度為
B.A球速度最大時(shí)，AB兩球的總重力勢(shì)能最小
C.A球在向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能增大
D.A，B兩球的最大速度之比va：vb=2：1

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=30V，內(nèi)阻， ，滑動(dòng)變阻器的總電阻。間距d=0.1m的兩平行金屬板M、N水平放置，閉合開(kāi)關(guān)K，板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，板間豎直放置一根長(zhǎng)也為d的光滑絕緣細(xì)桿AB，帶負(fù)電小球C穿過(guò)細(xì)桿，小球質(zhì)量m=0.01kg、電荷量C（可視為點(diǎn)電荷，不影響電場(chǎng)的分布）。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片p，使小球C恰能靜止在A處，重力加速度g=10m/s2.

（1）求M、N兩極板間的電壓以及滑動(dòng)變阻器pb段的阻值R2；

（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使pb段的阻值R3=7.5Ω，待電場(chǎng)重新穩(wěn)定后釋放小球C，求小球C到達(dá)桿的中點(diǎn)O時(shí)的速度大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，AB是傾角為θ=30°的粗糙直軌道，BCD是光滑的圓弧軌道，AB恰好在B點(diǎn)與圓弧相切，圓弧的半徑為R，一個(gè)質(zhì)量為m的物體（可以看做質(zhì)點(diǎn)）從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng)．已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高，物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中在AB軌道上通過(guò)的路程為s．求：

（1）物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ；

（2）最終當(dāng)物體通過(guò)圓弧軌道最低點(diǎn)E時(shí)，對(duì)圓弧軌道的壓力；

（3）為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)D，釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的距離L′至少多大．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】質(zhì)量為、長(zhǎng)為的木板放在水平面上，木板與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為．將質(zhì)量的小木塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），以的速度從木板的左端水平拋射到木板上（如圖所示），小木塊與木板面的動(dòng)摩擦因數(shù)為（最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力， ）．則以下判斷中正確的是（ ）

A. 木板一定靜止不動(dòng)，小木塊不能滑出木板

B. 木板一定靜止不動(dòng)，小木塊能滑出木板

C. 木板一定向右滑動(dòng)，小木塊不能滑出木板

D. 木板一定向右滑動(dòng)，小木塊能滑出木板

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變了，則下列可能不變的有（ ）

A.速度B.加速度C.速率D.合外力

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