【題目】如圖所示,空間存在兩對平行板,平行板間存在垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場,板間距d=5cm,MN、PQ為磁場的邊界,MN、PQ之間存在水平向右的勻強電場,OO,為該區(qū)域的對稱軸,MNPQ之間的距離L=2cm.兩個質(zhì)量均為m、電荷量分別為+qq的粒子以相同速度大小v0=2×105m/s垂直電場線進入電場,而后以v=m/s大小的速度進入磁場,粒子重力不計。

(1)若兩個粒子都從O點沿OO′直線入射,試判斷兩粒子的軌跡是否關(guān)于OO,直線對稱?

(2)+q粒子從O點沿OO,直線入射,q粒子由O,沿O,o直線入射(未畫出),且已知兩粒子在磁場中運動的周期為s,試判斷兩粒子是否會打到板上,若打到板上,求出打在板上的位置;若不能打在板上,則求出兩粒子分別從O、O,進入到第一次離開磁場各自所用的時間。

(3)+q粒子仍從O沿OO′直線入射,q粒子從O,沿O,o直線入射,且已知兩粒子的比荷q/m=5×107C/kg,若要使粒子進出磁場一次后,從MPNQ之間離開電場,求磁感應(yīng)強度B的取值范圍。

【答案】(1)兩粒子的軌跡關(guān)于OO′直線對稱.(2)正粒子不會打到板上.運動時間為(1+)×10-7s;負粒子不會打到板上,運動時間為(1+)×10-7s.(3)B>0.8T.

【解析】

(1)正負粒子進入電場時初速度大小相等、方向相反.所受的電場力大小相等、方向相反,則加速度大小相等、方向相反,所以兩粒子的軌跡關(guān)于OO′直線對稱.
(2)粒子在電場中做類平拋運動,平行于電場方向有:vx=v=2×105m/s,,t0=10-7s
垂直于電場方向有:x=v0t0=2cm
粒子在磁場中運動周期 T=,則軌跡半徑

正粒子:r+rcos45°=cm<2cm,則不會打到板上.運動時間

負粒子:x+2rcos45°=4cm<5cm,不會打到板上,運動時間

(3)正粒子:恰到Q點臨界,半徑應(yīng)小于此臨界值,對應(yīng)的磁感應(yīng)強度設(shè)為B1
可得弦長為r1=4-3=1cm
軌跡半徑 r1=cm
,得
r1代入得 B1=0.8T
此時r1已小于第(2)問中的r,故此時的磁感應(yīng)強度比B1大.
負粒子:恰到M點臨界,半徑應(yīng)小于此臨界值,對應(yīng)的磁感應(yīng)強度設(shè)為B2
可得弦長為 r2=5-2=3cm
軌跡半徑 r2=

此時r2>r1,對應(yīng)的B2<B1
綜合分析得:磁感應(yīng)強度只要大于B1,正粒子既不會再次進入磁場也不會打到板上,負粒子也不會打到板上,即 B>0.8T.

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】甲、乙兩汽車在同一條平直公路上同向運動,其速度時間圖像分別如圖中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t1時刻并排行駛,下列說法正確的是(

A. 兩車在t2時刻也并排行駛

B. t2時刻甲車在后,乙車在前

C. 乙車的加速度大小先減小后增大

D. t1 t2間的中點時刻兩車距離最大

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【題目】(題文)在光滑絕緣水平面上放置一質(zhì)量m=0.2kg、q=+5.0×10-4C的小球,小球系在長L=0.5m的絕緣細線上,線的另一端固定在O點.整個裝置置于勻強電場中,電場方向與水平面平行且沿OA方向,如圖所示(此圖為俯視圖).現(xiàn)給小球一初速度使其繞O點做圓周運動,小球經(jīng)過A點時細線的張力F=140N,小球在運動過程中,最大動能比最小動能大20J,小球視為質(zhì)點.

1)求電場強度E的大;

2)求運動過程中小球的最小動能;

3)若小球運動到動能最小的位置時細線被剪斷,則小球經(jīng)多長時間其動能與在A點時的動能相等?此時小球距A點多遠?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電腦USB接口可用于手機充電,相當于一個電源.小明想利用測電源電動勢和內(nèi)電阻的方法來測量電腦USB接口等效電源的電動勢和內(nèi)電阻.

(1)小明從USB接口引出連接線,用多用電表粗測電動勢,選擇的擋位和示數(shù)如圖甲所示,則電動勢的粗略測量值為____________V.其中與多用電表紅表筆連接的是電源的_________(填正極負極”)。

(2)小明根據(jù)粗測結(jié)果設(shè)計電路,并根據(jù)電路圖連接實物如圖乙1所示,USB電源引出線如圖乙2細節(jié)圖所示,為保護USB接口,電路中串聯(lián)阻值為的定值電阻.小明根據(jù)圖乙電路測出了六組數(shù)據(jù),并將點描在了U-I坐標系中,由于測量方案的原因,數(shù)軸都未從0開始,請你幫他畫好圖線,并根據(jù)圖象求得等效電源電動勢E=___V、內(nèi)電阻r=___Ω.(結(jié)果小數(shù)點后面保留一位)

(3)根據(jù)圖丙U-I坐標系中的數(shù)據(jù)點,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)接近0.30A時,伏特表示數(shù)要超過3V量程,為了能測得更小的電流數(shù)據(jù),提高實驗精度,你認為下列做法正確的是___

A.將伏特表量程換成0-15V B.將伏特表拿掉

C.將電阻箱換成滑動變阻器 D.將安培表的量程換為0-3A

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【題目】打水漂是男女老少都適合體驗的水上項目,將扁平的小石片在手上呈水平放置后,用力飛出,石片遇到水面后并不會直接沉入水中,而是在水面上擦水面滑行一小段距離后再彈起再飛,跳躍數(shù)次后沉入水中,即稱為打水漂。如圖所示,現(xiàn)在有一人從岸邊離水面高度為1.8m處,以8m/s的水平初速度用力飛出一質(zhì)量為20g的小石片,小石片在水面上彈跳數(shù)次后沉入水底,在水面上滑行時受到的水平阻力為0.4N。假設(shè)每次小石片接觸水面相同的時間0.04s后跳起,小石片在水面上滑動后在豎直方向上跳起時的速度與此時沿水面滑動的速度之比為常數(shù)k,k=0.75;小石片在水面上速度減為零后,以0.5m/s2加速度沿豎直方向沉入深為1m的水底。不計空氣阻力。求:

(1)小石片第一次接觸水面時的速度;

(2) 小石片從開始到沉入水底的整個過程中,水對小石片做的功;

(3) 小石片從拋出到沉入水底的總時間。

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【題目】在同水平直線上的兩位置分別沿同水平方向拋出兩小球AB,兩球相遇于空中的P點,它們的運動軌跡如圖所示.不計空氣阻力,下列說法中正確的是( 。

A. A球拋出的速度大小小于B球拋出的速度大小

B. A球拋出的速度大小大于B球拋出的速度大小

C. 拋出時,兩球同時拋出

D. 拋出時,先拋出A球后拋出B

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【題目】下圖是驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖,以下列出了一些實驗步驟:

A.用天平測出重物和夾子的質(zhì)量

B.把打點計時器用鐵夾固定放到桌邊的鐵架臺上,使兩個限位孔在同一豎直面內(nèi)

C.把打點計時器接在交流電源上,電源開關(guān)處于斷開狀態(tài)

D.將紙帶穿過打點計時器的限位孔,上端用手提著,下端夾上系住重物的夾子,讓重物靠近打點計時器,處于靜止狀態(tài)

E.接通電源,待計時器打點穩(wěn)定后釋放紙帶,之后再斷開電源

F.用秒表測出重物下落的時間

G.更換紙帶,重新進行兩次實驗

1)對于本實驗,以上不必要的兩個步驟是_____ ________

2)取打下第1個點O時重錘的重力勢能為零,計算出該重錘下落不同高度h時所對應(yīng)的動能Ek和重力勢能Ep.建立坐標系,橫軸表示h,縱軸表示EkEp,根據(jù)測量及計算得出的數(shù)據(jù)在下圖中繪出圖線和圖線.已求得圖線斜率的絕對值k1=294J/m,圖線的斜率k2=280J/m.重錘和紙帶在下落過程中所受平均阻力與重錘所受重力的比值為_________(用k1k2表示,不必算出具體數(shù)值).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點為O,輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質(zhì)量為m2的物體乙相連,輕繩OA與豎直方向的夾角θ37°,物體甲、乙均處于靜止狀態(tài)。(已知sin37°0.6cos37°0.8,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)求:

1)輕繩OAOB的拉力是多大?(重力加速度為g

2)物體乙受到的摩擦力是多大?方向如何?(重力加速度為g

3)若物體乙的質(zhì)量m24kg,物體乙與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ0.3,則欲使物體乙在水平面上不滑動,物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過多少?(g10m/s2)

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【題目】(9)某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置來驗證力的平行四邊形定則。彈簧測力計A掛于固定點P,下端用細線掛一重物M。彈簧測力計B的一端用細線系于 O點,手持另一端向左拉,使結(jié)點O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計AB的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向。

(1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N,圖中A的示數(shù)為_______N。

(2)下列不必要的實驗要求是_________。(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母)

A.應(yīng)測量重物M所受的重力

B.彈簧測力計應(yīng)在使用前校零

C.拉線方向應(yīng)與木板平面平行

D.改變拉力,進行多次實驗,每次都要使O點靜止在同一位置

3)某次實驗中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測力計A的指針示數(shù)稍稍超出量程,請你提出一個解決辦法。

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