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【題目】如圖,在坐標平面內第三、四象限內一R<x<R的范圍內有y方向的勻強電場(臨界虛線PO上有電場、但臨界虛線CB上無電場)。電場強度為E,電場的下邊界方程分別為(-R≤x<0),(0≤x<R),電荷可以自由穿越邊界,在一、二象限內有垂直于紙面向外,邊界方程為x2+y2=R2的勻強磁場y=-R/2處有一熒光屏,熒光屏PQ長度為2R,中點Cy軸上,在第三象限中電場的下邊界上,均勻分布著粒子發(fā)射源,不斷由靜止發(fā)出許多質量為m,電量為q的正粒子,不計重力和粒子間相互作用力粒子打在熒光屏上會發(fā)光。求:

(1)求粒子運動半徑r與釋放位置的x坐標的絕對值和磁感應強度B三者之間的關系;

(2)改變磁場的磁感應強度的大小,發(fā)現(xiàn)屏幕上熒光只有一個亮點請問此亮點在哪?此時磁感應強度的大小為多少?

(3)繼續(xù)調整磁感應強度的大小,發(fā)現(xiàn)熒光屏上CO段距CR/3R之間有光點,求此時磁場的磁感應強度。

【答案】(1);(2);(3)

【解析】

(1)對粒子在電場中的運動過程運用動能定理,粒子在磁場中的運動運用洛倫茲力提供向心力,聯(lián)立即可求出粒子運動半徑r與釋放位置的x坐標和磁感應強度B三者之間的關系式;
(2)改變磁感應強度的大小,使屏幕上熒光只有C點一個亮點,利用(1)中結果結合幾何關系,即可求出此時磁感應強度的大。
(3)調整磁感應強度的大小,使熒光屏上CQ段且距CR/3R之間有光點,利用(1)中結果結合幾何關系,即可求出此時磁場的磁感應強度。

(1)從第三象限電場邊界處釋放的粒子,由動能定理有:qEx2=mv2
進入磁場的速度:
在磁場中粒子做勻速圓周運動,根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得:
所以半徑:
(2)當所有的粒子打到0點時,為熒光的左邊界,根據(jù)幾何關系可得:r=x
代入得:
(3)當熒光左邊界到CR/3時,粒子來源于三象限x=-的粒子;
根據(jù)幾何關系可得此時在磁場中的半徑:
代入得:

練習冊系列答案
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【題目】用金屬銣為陰極的光電管觀測光電效應現(xiàn)象,實驗裝置如圖甲所示。已知已知普朗克常量h=6.63×10-34Js。

1)圖甲中電極A為光電管的______(填陰極陽極);

2)要觀察飽和電流,電源正負極的情況是__________________(填左正右負左負右正);要觀察遏止電壓,電源正負極的情況是__________________(填左正右負左負右正)。

3)實驗中測得銣的遏止電壓UC與入射光頻率ν之間的關系如圖乙所示,則銣的截止頻率νC=______Hz,逸出功W0=______J;

4)如果實驗中入射光的頻率ν=7.00×1014Hz,則產生的光電子的最大初動能Ek=______J

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【題目】某同學用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢和內阻,現(xiàn)備有下列器材:

A.被測干電池一節(jié)

B.電流表:量程00.6A,內阻0.1Ω

C.電流表:量程03A,內阻0.024Ω

D.電壓表:量程03V,內阻未知

E.電壓表:量程015V,內阻未知

F.滑動變阻器:010Ω,2A

G.滑動變阻器:0100Ω1A

H.開關、導線若干

在伏安法測電池電動勢和內阻的實驗中,由于電流表和電壓表內阻的影響,測量結果存在系統(tǒng)誤差.在現(xiàn)有器材的條件下,要盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻.

1)在上述器材中請選擇適當?shù)钠鞑模?/span>____ ____(填寫選項前的字母);

2)在圖方框中畫出相應的實驗電路圖;

3)根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖所示的UI圖象,則在修正了實驗系統(tǒng)誤差后,干電池的電動勢E________V,內電阻r________Ω.

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【題目】隨著人們生活水平的提高,高爾夫球將逐漸成為普通人的休閑娛樂.如圖所示,某人從高出水平地面h的坡上水平擊出一個質量為m的高爾夫球,由于恒定的水平風力作用,高爾夫球豎直地落入距擊球點水平距離為LA穴,則( )

A. 球被擊出后做平拋運動

B. 該球在空中運動的時間為

C. 該球被擊出時的初速度大小為

D. 球被擊出后受到的水平風力大小為

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【題目】2011929日,中國首個空間實驗室天宮一號在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,由長征運載火箭將飛船送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道上,B點距離地面高度為h,地球的中心位于橢圓的一個焦點上.天宮一號飛行幾周后進行變軌,進入預定圓軌道,如圖所示.已知天宮一號在預定圓軌道上飛行n圈所用時間為t,萬有引力常量為G,地球半徑為R,則下列說法正確的是(  )

A. 天宮一號在橢圓軌道的B點的向心加速度大于在預定圓軌道的B點的向心加速度

B. 天宮一號A點開始沿橢圓軌道向B點運行的過程中,機械能守恒

C. 天宮一號A點開始沿橢圓軌道向B點運行的過程中,動能先減小后增大

D. 由題中給出的信息可以計算出地球的質量

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【題目】下列有關熱現(xiàn)象的說法中正確的是( )

A. 物體溫度越高,分子平均動能越大

B. 一定質量的理想氣體,溫度升高,壓強一定增大

C. 物體放熱時,內能不一定減小

D. 從單一熱源吸收熱量并全部用來對外做功是可能實現(xiàn)的

E. 絕對零度不可能達到

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【題目】一平行板電容器充電后與電源斷開,正極板接地,在兩極飯間有一帶電油滴(電量很小,不響電場分布)位于P點且恰好處于平衡。如圖所示,若保持正極板不動,將負極板移到圖中虛線所示的位置,( )

A. 帶電油滴將沿豎直方向向下運動

B. 電容器的電壓增大

C. P點的電勢將不變

D. 帶電油滴的電勢能升高

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【題目】有人設計了一種測定某種物質與環(huán)境溫度關系的測溫儀,其結構非常簡單(如圖所示).兩端封閉、粗細均勻的豎直玻璃管內有一段長10cm的水銀柱將管內氣體分隔成上、下兩部分,上部分氣柱長20cm,壓強為50cmHg,下部分氣柱長5cm.今將管子下部分插入待測溫度的液體中(上部分仍在原環(huán)境中),水銀柱向上移動2cm后穩(wěn)定不動.已知環(huán)境溫度為27℃,上部分氣柱的溫度始終與外部環(huán)境溫度保持一致.求穩(wěn)定后:

1)下部分氣柱的壓強;

2)待測液體的溫度.(結果均保留三位有效數(shù)字)

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【題目】高能粒子是現(xiàn)代粒子散射實驗中的炮彈,加速器是加速粒子的重要工具,是核科學研究的重要平臺。質子回旋加速器是利用電場和磁場共同作用,使質子作回旋運動,在運動中通過高頻電場反復加速、獲得能量的裝置。質子回旋加速器的工作原理如圖(a)所示,置于真空中的形金屬盒半徑為,兩盒間狹縫的間距為,磁感應強度為的勻強磁場與盒面垂直,被加速質子()的質量為,電荷量為。加在狹縫間的交變電壓如圖(b)所示,電壓值的大小為、周期。為了簡化研究,假設有一束質子從板上處小孔均勻地飄入狹縫,其初速度視為零。不考慮質子間的相互作用。

(1)質子在磁場中的軌跡半徑為(已知)時的動能;

(2)請你計算質子從飄入狹縫至動能達到(問題(1)中的動能)所需要的時間。(不考慮質子間的相互作用,假設質子每次經過狹縫均做加速運動。)

(3)若用該裝置加速氦核(),需要對偏轉磁場或交變電壓作出哪些調整?

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