【題目】如圖所示，真空中半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里。在磁場左側(cè)有一對平行金屬板M、N兩板間距離為2R，板長為L，兩板的中心線與圓心O在同一水平線上。置于Q處的粒子源可以連續(xù)以速度v0沿兩板的中心線發(fā)射電荷量為q，質(zhì)量為m的帶正電的粒子（不計(jì)粒子重力），MN兩板不加電壓時(shí)，粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好從圓形磁場圓心正上方的P點(diǎn)離開，若在MN兩板間加如圖所示的交變電壓，交變電壓的周期為，t=0時(shí)刻射入的粒子恰好緊貼著N板右側(cè)水平射出。求：

（1）勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B的大小；

（2）交變電壓U0的值；

（3）在第一周期內(nèi)，何時(shí)進(jìn)入電場的粒子恰好經(jīng)過磁場的圓心。

【答案】（1）（2） （3）

【解析】

根據(jù)幾何關(guān)系求出粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，結(jié)合半徑公式求出勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；根據(jù)偏轉(zhuǎn)位移的大小，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出交變電壓U0的值；由于粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T，設(shè)離子進(jìn)入磁場時(shí)的速度方向始終是水平方向，大小為，粒子在電場中第一次加速，第一次反向加速，由幾何知識(shí)得進(jìn)入電場的粒子的時(shí)間；

解析：(1)由幾何知識(shí)得，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為：

由牛頓第二定律得：

解得：

(2)粒子在平行板間豎直方向加速度時(shí)，由牛頓第二定律得：

豎直方向加速位移為：

由豎直方向運(yùn)動(dòng)的對稱性知：

聯(lián)立可求得：

(3)設(shè)粒子從時(shí)刻進(jìn)入電場恰好能過圓心，由于粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T，設(shè)離子進(jìn)入磁場時(shí)的速度方向始終是水平方向，大小為，粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，由幾何知識(shí)得△AO1O為等邊三角形；

粒子在電場中第一次加速位移：

第一次反向加速的位移：

由題意得：

聯(lián)立解得：

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】一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法中正確的是(　　)

A. 它所受的洛倫茲力是恒定不變的

B. 它的速度是恒定不變的

C. 它的速度與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比

D. 它的運(yùn)動(dòng)周期與速度的大小無關(guān)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一起重機(jī)的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為的重物，當(dāng)重物的速度為時(shí)，起重機(jī)的輸出功率達(dá)到最大值P，以后起重機(jī)保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，直到以最大速度勻速上升為止，物體上升的高度為則整個(gè)過程中，下列說法正確的是

A. 鋼繩的最大拉力為

B. 鋼繩的最大拉力為

C. 重物的最大速度

D. 重物勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，斜面體M的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上．彈簧的一端固定在墻面上，另一端與放在斜面上的物塊m相連，彈簧的軸線與斜面平行．若物塊在斜面上做上下往返運(yùn)動(dòng)，斜面體保持靜止，下列說法正確的（ ）

A. M對m的支持力在不斷變化

B. 地面對M的 支持力在不斷變化

C. 地面對M的摩擦力始終不變

D. 地面對M的摩擦力大小不變，方向不斷變化

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，物體A的質(zhì)量為m，A的上端連接一個(gè)輕彈簧，彈簧原長為L0，勁度系數(shù)為k，整個(gè)系統(tǒng)置于水平地面上，現(xiàn)將彈簧上端B緩慢地豎直向上提起，B點(diǎn)上移距離為L，此時(shí)物體A也已經(jīng)離開地面，重力加速度為g，則下列說法中正確的是（ ）

A. 提彈簧的力對系統(tǒng)做功為mgL

B. 物體A的重力勢能增加mgL

C. 物體A的重力勢能增加mg(L－L0)

D. 物體A的重力勢能增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組對市場中銅導(dǎo)線進(jìn)行調(diào)查，

（1）如圖所示，采用繞線法測得10匝銅導(dǎo)線總直徑為________cm；

（2）現(xiàn)取長度為Ｌ＝100m的一捆銅導(dǎo)線，欲測其電阻：

在實(shí)驗(yàn)前，事先了解到銅的電阻率很小，在用伏安法測量其電阻時(shí)，設(shè)計(jì)如圖電路，則電壓表的另一端應(yīng)接______（填“a”或“b”），測量得電壓表示數(shù)為4.50V，而電流表選擇0－3.0A量程，其讀數(shù)如圖所示，則其讀數(shù)為_______A，可得銅的電阻率為______Ω·m（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。該興趣小組參考課本上的信息（如下圖所示），發(fā)現(xiàn)計(jì)算得到的電阻率有一些偏差，但是實(shí)驗(yàn)的操作已經(jīng)十分規(guī)范，測量使用的電表也已盡可能校驗(yàn)準(zhǔn)確，你覺得造成這種偏差最有可能的原因是：__________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（14分）如圖所示，兩平行金屬板A、B長8cm，兩板間距離d＝8cm，A板比B板電勢高300V，一帶正電的粒子電荷量q＝10-10C，質(zhì)量m＝10-20kg，沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場，初速度υ0＝2×106m/s，粒子飛出平行板電場后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場區(qū)域后，進(jìn)入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場區(qū)域，（設(shè)界面PS右邊點(diǎn)電荷的電場分布不受界面的影響），已知兩界面MN、PS相距為12cm，D是中心線RO與界面PS的交點(diǎn)，O點(diǎn)在中心線上，距離界面PS為9cm，粒子穿過界面PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上．（靜電力常數(shù)k = 9.0×109N·m2/C2）

（1）求粒子穿過界面MN時(shí)偏離中心線RO的距離多遠(yuǎn)？到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)多遠(yuǎn)？

（2）在圖上粗略畫出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡．

（3）確定點(diǎn)電荷Q的電性并求其電荷量的大�。�結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，平行板電容器兩極板水平放置，現(xiàn)將其和二極管串聯(lián)接在電源上，已知A和電源正極相連，二極管具有單向?qū)щ娦�。一帶電小球�?/span>AB中心水平射入，打在B極板上的N點(diǎn)，小球的重力不能忽略且重力一定大于電場力，現(xiàn)通過上下移動(dòng)A板來改變兩極板AB間距(兩極板仍平行），則下列說法正確的是（ ）

A. 若小球帶正電，當(dāng)AB間距增大時(shí)，小球?qū)⒋蛟?/span>N的右側(cè)

B. 若小球帶正電，當(dāng)AB間距減小時(shí)，小球?qū)⒋蛟?/span>N的左側(cè)

C. 若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距減小時(shí)，小球?qū)⒋蛟?/span>N的右側(cè)

D. 若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距增大時(shí)，小球?qū)⒋蛟?/span>N的左側(cè)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，上端開口的絕熱圓柱形汽缸豎直放置在水平地面上，汽缸內(nèi)部被質(zhì)量為m的導(dǎo)熱性能良好的活塞A和質(zhì)量也為m的絕熱活塞B分成高度相等的三個(gè)部分，下邊兩部分封閉有理想氣體M和N，兩活塞均與汽缸接觸良好，活塞厚度不計(jì)，忽略一切摩擦。汽缸下面有加熱裝置，初始狀態(tài)溫度均為T0，氣缸的截面積為S，外界大氣壓強(qiáng)為且不變，現(xiàn)對氣體N緩慢加熱。求：

(ⅰ)當(dāng)活塞A恰好到達(dá)汽缸上端時(shí)，氣體N的溫度；

(ⅱ)在活塞A上再放一個(gè)質(zhì)量為m的物塊C，繼續(xù)給氣體N加熱，當(dāng)活塞A再次到達(dá)汽缸上端時(shí)，氣體N的溫度。

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