9.如圖所示,水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m,a、b間的電場強(qiáng)度為E=5.0×105N/Cb板下方整個空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,今有一定質(zhì)量為m=4.8×10-25kg,電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計重力),從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場,剛好從狹縫P穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,最后粒子回到b板的Q(圖中未標(biāo)出),求P、Q之間的距離L.

分析 α粒子進(jìn)入電場中,在電場力作用下加速運(yùn)動,由動能定理可求出出電場的速度大小及方向.當(dāng)粒子進(jìn)入磁場中,由洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動,由牛頓第二定律與幾何關(guān)系可求出PQ間距.

解答 解:粒子從α板左端運(yùn)動到P處,由動能定理得 qEd=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$  ①
代入有關(guān)數(shù)據(jù),解得 v=$\frac{2\sqrt{3}}{3}$×106m/s  
cos$θ=\frac{{v}_{0}}{v}$=$\frac{\sqrt{3}}{2}$     ②
得 θ=30°,粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,圓心為O,半徑為r,如圖,由幾何關(guān)系得
  $\frac{L}{2}$=rsin30°      ③
又  qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$ ④
聯(lián)立求得L=$\frac{mv}{qB}$  ④
代入數(shù)據(jù),解得L=5.8cm
答:P、Q之間的距離L為5.8cm.

點(diǎn)評 本題考查帶電粒子在電場、磁場中兩運(yùn)動模型:勻速圓周運(yùn)動與類平拋運(yùn)動,及相關(guān)的綜合分析能力,以及空間想像的能力,應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力,同時掌握牛頓第二定律與運(yùn)動學(xué)公式相綜合,并理解運(yùn)動的半徑與周期公式的應(yīng)用.

練習(xí)冊系列答案
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19.如圖所示為氫原子的能級示意圖,一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài),在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子,用這些光子照射逸出功為2.49eV的金屬鈉,下列說法正確的是( 。
A.這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光,其中從n=3躍遷到n=2所發(fā)出的光波長最長
B.這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的光,其中從n=3躍遷到n=1所發(fā)出的光頻率最高
C.金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為11.11eV
D.金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為9.60eV

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20.同時作用在某物體上的兩個力,大小分別為8N和10N,合力的大。ā 。
A.一定是18NB.可能是1NC.可能是8ND.不可能是3N

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17.如圖所示為理想變壓器,初級線圈的兩端M和N端接高壓,降壓后通過輸電線(有一定的電阻)接用電器,A、V是理想電表,原先S閉合,現(xiàn)將S斷開,那么( 。
A.V表的示數(shù)增大,R1的電功率增大B.V表的示數(shù)增大,A表的示數(shù)減小
C.A表的示數(shù)減小,R1的電功率減小D.V表的示數(shù)減小,A表的示數(shù)增大

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4.如圖,水平U形光滑框架,寬度為d=1m,電阻忽略不計,導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=0.5Ω,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,方向垂直框架向上.現(xiàn)用F=1N的外力由靜止開始向右拉ab棒,當(dāng)ab棒的速度達(dá)到5m/s時,求:
(1)ab棒所受的安培力大小
(2)ab棒的加速度大小
(3)若從靜止到此時電路中一共產(chǎn)生了0.5J的熱量,則通過導(dǎo)體棒的電量是多少?

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14.為了測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,某實(shí)驗(yàn)小組按圖甲所示的電路圖連好實(shí)驗(yàn)電路,合上開關(guān),電流表和電壓表的讀數(shù)正常,當(dāng)將滑動變阻器的滑片由A端向B端逐漸滑動時,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)逐漸增大,而電壓表的示數(shù)接近1.5V且?guī)缀醪蛔,直到?dāng)滑片滑至臨近B端時電壓表的示數(shù)急劇變化,這種情況讀出的電壓值、電流值在U-I坐標(biāo)軸上分布不均勻,出現(xiàn)上述情況的原因是滑動變阻器阻值太大,有效使用的部分短.改進(jìn)后,測出幾組電流、電壓的數(shù)值,并畫出如圖乙所示的圖象,由圖象可知,這個電池的內(nèi)阻r=2.25Ω.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

1.濱江實(shí)驗(yàn)室里有表頭內(nèi)阻r=500歐,滿偏電流I=2毫安的靈敏電流表,現(xiàn)要將其改裝成量程U=15伏的電壓表,則要串聯(lián)(填串聯(lián)或并聯(lián))一個阻值為7000歐的分壓電阻.

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18.已知用不同的工具測量某物體的長度時,有下列不同的結(jié)果:
A.2.4cm      B.2.37cm      C.2.372cm      D.2.375cm
其中用毫米刻度尺測量的結(jié)果是B;用游標(biāo)尺上有50個小的等分刻度,總長度為49mm的游標(biāo)卡尺測量的結(jié)果是C.(將所選答案的序號填入空格)

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19.有一個電場的電場線如圖所示,有一個負(fù)試探電荷從A移動到B,已知該電荷只受電場力,下列說法正確的是( 。
A.該電荷一直在減速B.該電荷的動能先增大后減小
C.該電荷的加速度先增大后減小D.該電荷的電勢能先增大后減小

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