【題目】如圖所示，在直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O處有放射源，向四周均勻發(fā)射速度大小相等、方向都平行于紙面的帶電粒子。在放射源右邊有一很薄的擋板，擋板的兩端M、N與原點(diǎn)O正好構(gòu)成等腰直角三角形。已知帶電粒子的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，速度為v，MN的長度為L，不計(jì)粒子重力。

(1)若在y軸右側(cè)加一平行于x軸的勻強(qiáng)電場，要使y軸右側(cè)所有運(yùn)動(dòng)的粒子都能打到擋板MN上，則電場強(qiáng)度E0的最小值為多大？在電場強(qiáng)度E0取最小值時(shí)，打到板上的粒子動(dòng)能為多大？

(2)若在整個(gè)空間加一方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，要使整個(gè)擋板右側(cè)都有粒子打到，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度不能超過多少(用m、v、q、L表示)？若滿足此條件，放射源O向外發(fā)射出的所有帶電粒子中有幾分之幾能打在板的左邊？

【答案】(1) mv2 (2)

【解析】(1)由題意知，要使y軸右側(cè)所有運(yùn)動(dòng)的粒子都能打在MN板上，其臨界條件為：沿y軸方向運(yùn)動(dòng)的粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，且落在M或N點(diǎn)，則MO′＝L＝vt①

a＝②

OO′＝L＝at2③

聯(lián)立①②③式得E0＝④

由動(dòng)能定理知qE0×L＝Ek－mv2⑤

聯(lián)立④⑤式得Ek＝mv2⑥

(2)由題意知，要使整個(gè)擋板右側(cè)都有粒子打到，畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示，分析知軌跡直徑的最小值為MN板的長度L，則R0＝L＝⑦

甲

得B0＝⑧

放射源O發(fā)射出的粒子中，打在MN板左側(cè)的粒子的臨界軌跡如圖乙所示。

乙

因?yàn)镺M＝ON，且OM⊥ON

所以O(shè)O1⊥OO2

則v1⊥v2

故放射源O放射出的所有粒子中只有打在MN板的左側(cè)。

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】如圖所示，質(zhì)量為m的人和質(zhì)量均為M的兩輛小車A、B處在一直線上，人以速度v0跳上小車A，為了避免A、B相撞，人隨即由A車跳上B車，問人至少要以多大的速度從A車跳向B車才能避免相撞？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平的固定平臺中央放有物體A和B，兩者彼此接觸．物體A的上表面是半徑為R的半圓形軌道，現(xiàn)使一物體C從與圓心的等高處由靜止沿半圓軌道下滑，已知A、B、C的質(zhì)量均為m．在運(yùn)動(dòng)過程中，A、C始終接觸，求：

（1）物體A和B剛分離時(shí)，B的速度；

（2）物體A和B分離后，物體C所能到達(dá)軌道上距軌道最低點(diǎn)的最大高度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)在做平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)得出如圖所示的小球運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)的位置在運(yùn)動(dòng)軌跡上已標(biāo)出，g取10m/s2。則：

①小球平拋的初速度為____m/s；

②小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)的速度為___m/s。

③小球開始做平拋運(yùn)動(dòng)的位置（即拋出點(diǎn)）坐標(biāo)為（x=_______cm，y＝_____cm）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某村在較遠(yuǎn)的地方建立了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)的輸出功率為100 kW，輸出電壓為500 V，輸電導(dǎo)線的總電阻為10 Ω，導(dǎo)線上損耗的電功率為4 kW，該村的用電電壓是220 V.

(1)輸電電路如圖下所示，求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比；

(2)如果該村某工廠用電功率為60 kW，則該村還可以裝“220 V　40 W”的電燈多少盞？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，左圖是游樂場中過山車的實(shí)物圖片，右圖是過山車的原理圖．在原理圖中半徑分別為R1=2.0 m和R2=8.0 m的兩個(gè)光滑圓形軌道，固定在傾角為a=37°斜軌道面上的Q、Z兩點(diǎn)，且兩圓形軌道的最高點(diǎn)A、B均與P點(diǎn)平齊，圓形軌道與斜軌道之間圓滑連接.現(xiàn)使小車(視作質(zhì)點(diǎn))從P點(diǎn)以一定的初速度沿斜面向下運(yùn)動(dòng)．已知斜軌道面與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8．求：

（1）若小車恰好能通過第一個(gè)圓形軌道的最高點(diǎn)A處，則其在P點(diǎn)的初速度應(yīng)為多大?

（2）若小車在P點(diǎn)的初速度為10 m/s，通過計(jì)算說明小車能否安全通過兩個(gè)圓形軌道?

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，特設(shè)計(jì)了如圖甲所示的演示裝置，力傳感器A與計(jì)算機(jī)連接，可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律，將力傳感器固定在光滑水平桌面上，測力端通過細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)傳感器高度可使細(xì)繩水平)，滑塊放在較長的小車上，小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部細(xì)繩水平)，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)打開傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子，小車一旦運(yùn)動(dòng)起來，立即停止倒沙子，若力傳感器采集的圖象如圖乙，則結(jié)合該圖象，下列說法正確的是

A. 不可能求出空沙桶的重力

B. 可求出滑塊與小車之間的滑動(dòng)摩擦力的大小

C. 可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小

D. 可判斷第50秒后小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)(滑塊仍在車上)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】A、B兩種天然放射性元素，原來都靜止在同一勻強(qiáng)磁場，磁場方向如圖所示，其中一個(gè)放出α粒子，另一個(gè)放出β粒子，α與β粒子的運(yùn)動(dòng)方向跟磁場方向垂直，圖中A、B、C、D分別表示α粒子，β粒子以及兩個(gè)剩余核的運(yùn)動(dòng)軌跡(　　)

A. A為α粒子軌跡，C為β粒子軌跡

B. B為α粒子軌跡，D為β粒子軌跡

C. B為α粒子軌跡，C為β粒子軌跡

D. A為α粒子軌跡，D為β粒子軌跡

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法正確的是

A. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)

B. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向始終指向圓心，所以它是加速度方向不變的運(yùn)動(dòng)

C. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)

D. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是受恒力的運(yùn)動(dòng)

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