【題目】如圖甲所示,A和B是真空中、兩塊面積很大的平行金屬板,O是一個(gè)可以連續(xù)產(chǎn)生粒子的粒子源,O到A、B的距離都是l.現(xiàn)在A、B之間加上電壓,電壓UAB隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示.已知粒子源在交變電壓的一個(gè)周期內(nèi)可以均勻產(chǎn)生300個(gè)粒子,粒子質(zhì)量為m、電荷量為-q.這種粒子產(chǎn)生后,在電場力作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng).設(shè)粒子一旦磁到金屬板,它就附在金屬板上不再運(yùn)動(dòng),且電荷量同時(shí)消失,不影響A、B板電勢.不計(jì)粒子的重力,不考慮粒子之間的相互作用力.已知上述物理量l=0.6m,U0=1.2×103V,T=1.2×10-2s,m=5×10-10kg,q=1×10-7C.

(1)在t=0時(shí)刻出發(fā)的微粒,會(huì)在什么時(shí)刻到達(dá)哪個(gè)極板?

(2)在t=0到t=T/2這段時(shí)間內(nèi)哪個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生的微粒剛好不能到達(dá)A板?

(3)在t=0到t=T/2這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的微粒有多少個(gè)可到達(dá)A板?

【答案】(1)微粒在t1=2.45×103s的時(shí)刻到達(dá)A板;(2)t2=4×103s時(shí)刻產(chǎn)生的微粒剛好不能到達(dá)A板(3)100

【解析】

試題(1)設(shè)在t=0時(shí)刻產(chǎn)生的微粒在t1時(shí)刻到達(dá)A板,且

在此過程中微粒加速度.①

得,

,所以假設(shè)成立,該微粒在t1=2.45×103s的時(shí)刻到達(dá)A板.

(2)設(shè)在t=0到這段時(shí)間內(nèi)的t2時(shí)刻產(chǎn)生的微粒剛好不能到達(dá)A板,設(shè)此微粒在-T時(shí)間內(nèi)的t3時(shí)刻到達(dá)A板時(shí)的速度剛好為零.時(shí)間內(nèi)的加速度.③

微粒在時(shí)刻的速度

微粒在t2-t3時(shí)間內(nèi)的位移

由④⑤式得t2=4×103s

t3=7×103sT,所以假設(shè)成立,t2=4×103s時(shí)刻產(chǎn)生的微粒剛好不能到達(dá)A板.

(3)t2時(shí)刻產(chǎn)生的微粒在t3時(shí)刻到達(dá)A板時(shí)的速度為零,并立即返回,設(shè)t3-T時(shí)間內(nèi)一直向B板運(yùn)動(dòng),則其位移s1為:

即該微粒一定會(huì)被B板吸收,在t=0時(shí)刻到

這段時(shí)間內(nèi)的t2時(shí)刻及其以后產(chǎn)生的微粒都不能到達(dá)A板.

所以在t=0到這段時(shí)間內(nèi)能到達(dá)A板微粒的個(gè)數(shù)為:

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】汽車在限速為40km/h的道路上勻速行駛,駕駛員發(fā)現(xiàn)前方斑馬線上有行人,于是減速禮讓,汽車到達(dá)斑馬線處時(shí)行人已通過斑馬線,駕駛員便加速前進(jìn),監(jiān)控系統(tǒng)繪制出該汽車的速度v隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示,下列說法正確的是

A. 減速前該車已超速

B. 汽車在加速階段的加速度大小為3m/s2

C. 駕駛員開始減速時(shí)距斑馬線18m

D. 汽車在加速階段發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】以下關(guān)于磁場和磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法,正確的是(

A. 磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,根據(jù)公式,它跟、都有關(guān)

B. 磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于該點(diǎn)的磁場方向

C. 通電導(dǎo)線所受磁場力為零的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零

D. 磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方,通電導(dǎo)線所受磁場力也一定越大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,ACD是固定在水平面上的半徑為2r,圓心為O的金屬半圓弧導(dǎo)軌,EF是半徑為r、圓心也為O的半圓弧,在半圓弧EF與導(dǎo)軌ACD之間的半圓環(huán)區(qū)域內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,B隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。OA間接有電阻P,金屬桿OM可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),M端與軌道接觸良好,金屬桿OM與電阻P的阻值均為R,其余電阻不計(jì)。

10-t0時(shí)間內(nèi),OM桿固定在與OA夾角為的位置不動(dòng),求這段時(shí)間內(nèi)通過電阻P的感應(yīng)電流大小和方向;

2t02t0時(shí)間內(nèi),OM桿在外力作用下以恒定的角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),2t0時(shí)轉(zhuǎn)過角度OC位置,求電阻P在這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q;

32t03t0時(shí)間內(nèi),OM桿仍在外力作用下以恒定的角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),3t0時(shí)轉(zhuǎn)到OD位置,若2t0時(shí)勻強(qiáng)磁場開始變化,使得2t03t0時(shí)間內(nèi)回路中始終無感應(yīng)電流,求B隨時(shí)間t變化的關(guān)系式,并在圖乙中補(bǔ)畫出這段時(shí)間內(nèi)的大致圖像。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某中學(xué)生課外科技小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的柑橘制作了果汁電池,他們?yōu)榱藴y量這種電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r,設(shè)計(jì)了如下兩種方案:

方案一:

(1)測電池內(nèi)阻時(shí),選擇多用電表“×10”倍率歐姆擋,將兩個(gè)表筆插入電池兩極內(nèi)側(cè),盡量靠近兩極而不與兩電極接觸,此時(shí)歐姆表指針如圖甲所示,則電池的內(nèi)阻為_______Ω;

(2)測電池電動(dòng)勢時(shí),先在電池兩端連接一個(gè)滑動(dòng)變阻器作為負(fù)載,然后用多用電表的直流電壓擋分別測量外電壓和內(nèi)電壓,其中測外電壓時(shí),選擇開關(guān)置于直流電壓1 V擋,指針位置如圖乙所示,則此時(shí)的外電壓為_________V。

(3)根據(jù)公式E=_____________(用內(nèi)電壓U內(nèi)和外電壓U表示)即可得到電池的電動(dòng)勢。

方案二:

用如圖丙所示的電路進(jìn)行測量,通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器得到多組電壓電流值,描點(diǎn)做出UI圖如圖丁所示;

(1)由圖可得,電池電動(dòng)勢E=________V,內(nèi)阻r=______

(2)僅從測量的原理來看,由于電流表的分壓作用,電壓表示數(shù)比真實(shí)的路端電壓,測得的電動(dòng)勢比真實(shí)的電動(dòng)勢________,測得的內(nèi)阻比真實(shí)的內(nèi)阻________;(以上三空均填偏大”“偏小相等”)

(3)若所用電流表的內(nèi)阻為100 Ω,則待測電池的真實(shí)內(nèi)阻為________Ω。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,足夠大的光滑水平面上固定著一豎直擋板,擋板前L處靜止著質(zhì)量m1=1kg的小球A,質(zhì)量m2=2kg的小球B以速度v0運(yùn)動(dòng),與小球A正碰。兩小球可看作質(zhì)點(diǎn),小球與小球及小球與擋板的碰撞時(shí)間忽略不計(jì),且碰撞中均沒有機(jī)械能損失。求

(1)1次碰撞后兩小球的速度;

(2)兩小球第2次碰撞與第1次碰撞之間的時(shí)間;

(3)兩小球發(fā)生第3次碰撞時(shí)的位置與擋板的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電源的內(nèi)阻不計(jì),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí),各電表示數(shù)變化情況是()

A. V1不變,V2增大,V3減小 B. A1增大,A2增大,V3減小

C. A1增大,A2減小,V2增大 D. A2增大,A1增大,V3減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲是法拉第于1831年發(fā)明的人類歷史上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)——圓盤發(fā)電機(jī)。圖乙為其示意圖,銅盤安裝在水平的銅軸上,磁感線垂直穿過銅盤;兩塊銅片M、N分別與銅軸和銅盤邊緣接觸,勻速轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤,電阻R就有電流通過。則下列說法正確的是(

A. 回路中恒定電流的大小與銅盤轉(zhuǎn)速無關(guān)

B. 回路中電流大小和方向不變

C. 回路中電流方向不變,從M經(jīng)導(dǎo)線流進(jìn)電阻R,再從N流向銅盤

D. 銅盤繞銅軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),沿半徑方向上的金屬切割磁感線,產(chǎn)生電動(dòng)勢

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,O是正三角形ABC的中心,將帶正電的小球a、b分別放在A、B兩頂點(diǎn),此時(shí)b球所受的庫侖力大小為F,再將一個(gè)帶負(fù)電的小球c放在C點(diǎn),b球所受的庫侖力大小仍為F,F(xiàn)固定小球a、c,將小球bB點(diǎn)沿直線移動(dòng)到O點(diǎn)

A. 移動(dòng)過程中電場力對小球b不做功

B. 移動(dòng)過程中電場力對小球b做正功

C. 小球bB點(diǎn)的受到的電場力等于在O點(diǎn)受到的電場力

D. 小球bB點(diǎn)的受到的電場力大于在O點(diǎn)受到的電場力

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