【題目】華裔科學(xué)家丁肇中負(fù)責(zé)的AMS項(xiàng)目，是通過“太空粒子探測器”探測高能宇宙射線粒子，尋找反物質(zhì)。某學(xué)習(xí)小組設(shè)想了一個(gè)探測裝置，截面圖如圖所示。其中輻射狀加速電場的內(nèi)、外邊界為兩個(gè)同心圓，圓心為O，外圓電勢為零，內(nèi)圓電勢φ=-45V，內(nèi)圓半徑R=1.0m。在內(nèi)圓內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=9×10-5 T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場內(nèi)有一圓形接收器，圓心也在O點(diǎn)。假設(shè)射線粒子中有正電子，先被吸附在外圓上（初速度為零），經(jīng)電場加速后進(jìn)入磁場，并被接收器接收。已知正電子質(zhì)量m=9×10-31kg，電荷量q=1.6×10-19C，不考慮粒子間的相互作用。

（1）求正電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的速率v和半徑r；

（2）若正電子恰好能被接收器接收，求接收器的半徑R'。

【答案】（1）0.25（2）

【解析】

（1）電場內(nèi)，內(nèi)外邊界得電勢差為，在加速正電子得過程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得，代入數(shù)據(jù)解得，進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由向心力公式可得：，解得

（2）正電子在磁場中運(yùn)動(dòng)得軌跡如圖所示

當(dāng)軌跡與接收器相切時(shí)，正電子恰好能被接收器接收，由幾何關(guān)系可得：，解得

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：

【題目】如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三條電場線，實(shí)線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn)，由此可知

A.帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的電勢能比在Q點(diǎn)時(shí)的電勢能大

B.帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的加速度大小小于在Q點(diǎn)時(shí)的加速度大小

C.帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的速度大小大于在Q點(diǎn)時(shí)的速度大小

D.帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢能之和比在Q點(diǎn)時(shí)的小，比在P點(diǎn)時(shí)的大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（3分）如圖，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān)，V與A分別為電壓表與電流表．初始時(shí)S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開，則（ ）

A.V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變小 B.V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變大

C.V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變小 D.V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在高度為H的豎直區(qū)域內(nèi)分布著互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向水平向左；磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里。在該區(qū)域上方的某點(diǎn)A，將質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球，以某一初速度水平拋出，小球恰好在該區(qū)域作直線運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為g。

(1)求小球平拋的初速度v0；

(2)若電場強(qiáng)度大小為E，求A點(diǎn)距該區(qū)域上邊界的高度h；

(3)若令該小球所帶電荷量為－q，以相同的初速度將其水平拋出，小球離開該區(qū)域時(shí)，速度方向豎直向下，求小球穿越該區(qū)域的時(shí)間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一足夠長的條狀區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，其在xOy平面內(nèi)的截面如圖所示：中間是磁場區(qū)域，其邊界與y軸垂直，寬度為l，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于xOy平面；磁場的上、下兩側(cè)為電場區(qū)域，寬度均為l，電場強(qiáng)度的大小均為E，方向均沿x軸正方向；M、N為條狀區(qū)域邊界上的兩點(diǎn)，它們的連線與y軸平行，一帶正電的粒子以某一速度從M點(diǎn)沿y軸正方向射入電場，經(jīng)過一段時(shí)間后恰好以從M點(diǎn)入射的速度從N點(diǎn)沿y軸正方向射出，不計(jì)重力。

（1）定性畫出該粒子在電磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡；

（2）求該粒子從M點(diǎn)入射時(shí)速度的大�。�

（3）若該粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度方向恰好與x軸正方向的夾角為，求該粒子的比荷及其從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的時(shí)間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖(a)所示，整個(gè)空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場（平行于紙面），在同一水平線上的兩位置，以相同速率同時(shí)噴出質(zhì)量均為m的油滴a和b，帶電量為+q的a水平向右，不帶電的b豎直向上。b上升高度為h時(shí)，到達(dá)最高點(diǎn)，此時(shí)a恰好與它相碰，瞬間結(jié)合成油滴p。忽略空氣阻力，重力加速度為g。求

(1)油滴b豎直上升的時(shí)間及兩油滴噴出位置的距離；

(2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)及油滴a、b結(jié)合為p后瞬間的速度；

(3)若油滴p形成時(shí)恰位于某矩形區(qū)域邊界，取此時(shí)為時(shí)刻，同時(shí)在該矩形區(qū)域加一個(gè)垂直于紙面的周期性變化的勻強(qiáng)磁場，磁場變化規(guī)律如圖(b)所示，磁場變化周期為T0（垂直紙面向外為正），已知P始終在矩形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，求矩形區(qū)域的最小面積。（忽略磁場突變的影響）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一學(xué)習(xí)小組要用伏安法盡量準(zhǔn)確地描繪一個(gè)標(biāo)有“6V，1.5W”的小燈泡的I-U圖線,現(xiàn)有下列器材供選用：

A．學(xué)生電源（直流9V）

B．開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干

C．電壓表（0~3V，內(nèi)阻約10KΩ）

D．電壓表（0~6V，內(nèi)阻約10KΩ）

E．電壓表（0~15V，內(nèi)阻約30KΩ）

F．電流表（0~0．3A，內(nèi)阻約0．3Ω）

G．電流表（0~0．6A，內(nèi)阻約0．4Ω）

H．電流表（0~3A，內(nèi)阻約0．6Ω）

I．滑動(dòng)變阻器（10Ω，2A）

J．滑動(dòng)變阻器（200Ω，1A）

（1）實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選______，電流表應(yīng)選_______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_______（用字母序號(hào)表示）；

（2）在下面方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖______：

（3）對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)電路圖將實(shí)物連線補(bǔ)充完整________________；

（4）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片的位置應(yīng)在__________選填“a”、“b”或“ab正中間”）端。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一豎直平面內(nèi)的軌道由粗糙斜面AD和光滑圓軌道DCE組成，AD與DCE相切于D點(diǎn)，C為圓軌道的最低點(diǎn)，將一小物塊置于軌道ADC上離地面高為H處由靜止下滑，用力傳感器測出其經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FN，改變H的大小，可測出相應(yīng)的FN的大小，FN隨H的變化關(guān)系如圖乙折線PQI所示（PQ與QI兩直線相連接于Q點(diǎn)），QI反向延長交縱軸于F點(diǎn)（0，5.8 N），重力加速度g取10 m/s2，求：

（1）小物塊的質(zhì)量m、圓軌道的半徑R及軌道DC所對(duì)應(yīng)的圓心角θ

（2）小物塊與斜面AD間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】春節(jié)放假期間，全國高速公路免費(fèi)通行，小轎車可以不停車通過收費(fèi)站，但要求小轎車通過收費(fèi)站窗口前x0=9m區(qū)間的速度不超過v0=6m/s。現(xiàn)有甲、乙兩小轎車在收費(fèi)站前平直公路上分別以v甲=20m/s和v乙=34m/s的速度勻速行駛，甲車在前，乙車在后。甲車司機(jī)發(fā)現(xiàn)正前方收費(fèi)站，開始以大小為a甲=2m/s2的加速度勻減速剎車。

(1)甲車司機(jī)需在離收費(fèi)站窗口至少多遠(yuǎn)處開始剎車才不違章；

(2)若甲車司機(jī)經(jīng)剎車到達(dá)離收費(fèi)站窗口前9m處的速度恰好為6m/s并以這一速度開始勻速通過收費(fèi)站窗口，乙車司機(jī)在發(fā)現(xiàn)甲車剎車時(shí)經(jīng)t0=0.5s的反應(yīng)時(shí)間后開始以大小為a乙=4m/s2的加速度勻減速剎車。為避免兩車相撞，且乙車在收費(fèi)站窗口前9m區(qū)不超速，則在甲車司機(jī)開始剎車時(shí)，甲、乙兩車至少相距多遠(yuǎn)？

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