【題目】如圖所示，在xOy平面內(nèi)，位于原點(diǎn)O的放射源向各方向均勻發(fā)出速率為v0的帶正電粒子，粒子的質(zhì)量均為m、電荷量均為q。在直線y=d下方分布著一個(gè)左右足夠?qū)�、方向�?/span>y軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E；在直線y=d上方有一平行于x軸的感光板MN，直線y=d和MN之間區(qū)域有左右足夠?qū)挕⒎较虼怪庇诩埰矫嫦蚶锏膭驈?qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=。粒子第一次離開(kāi)電場(chǎng)上邊界y=d時(shí)，能夠到達(dá)的最右側(cè)位置為，不計(jì)粒子重力以及粒子間的相互作用，只考慮每個(gè)粒子在電場(chǎng)中和磁場(chǎng)中各運(yùn)動(dòng)一次。

（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E；

（2）若要求所有粒子都不能打在感光板MN上，則MN與x軸的最小距離h1是多大？

（3）若要求所有粒子都能打在感光板MN上，則MN與x軸的最大距離h2是多大？當(dāng)MN與x軸的距離為h2時(shí)，MN板上被粒子擊中的長(zhǎng)度是多少？

【答案】（1）；（2）3d；（3）2d；

【解析】

（1）沿x軸正方向發(fā)射的粒子能夠到達(dá)最右側(cè)的位置為(d，d)，由類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得

其中

解得

（2）沿x軸正方向射入的粒子只要打不出磁場(chǎng)，其它粒子一定打不出。
粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度為v，根據(jù)動(dòng)能定理可得

解得

v=2v0

根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得粒子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為

解得

R=2d

所以MN與x軸的最小距離

h1=R+d=3d

（3）沿-x方向運(yùn)動(dòng)的粒子在磁場(chǎng)中只要能夠達(dá)到熒光屏上，所有粒子都能夠打在熒光屏上，如圖所示；

根據(jù)（2）可知粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度均為v=2v0，運(yùn)動(dòng)軌跡半徑均為R=2d；
沿-x方向運(yùn)動(dòng)的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與磁場(chǎng)邊界的夾角為θ，則

所以

θ=60°

根據(jù)幾何關(guān)系可得MN到磁場(chǎng)下邊緣的距離為y，則

y=R-Rcosθ=d

則MN與x軸的最大距離

h2=d+y=2d；

MN板上被粒子擊中左側(cè)到y軸的距離為

MN板上被粒子擊中右側(cè)到y軸的距離為

所以MN板上被粒子擊中的長(zhǎng)度是

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組欲測(cè)定一電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，已知待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)約為4V。實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材：

A．定值電阻R0=2Ω

B．直流電流表（量程0～1A，內(nèi)阻不能忽略）

C．電壓表（量程 0～5V內(nèi)阻較大）

D．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～10Ω、額定電流2A）

E．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～200Ω、額定電流1A）

F．電鍵及導(dǎo)線若干

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用__________；（填 “D”或“E”）

(2)某同學(xué)將選定的器材進(jìn)行了部分實(shí)物圖連接，請(qǐng)你以筆畫(huà)線做導(dǎo)線完成剩余部分的電路連接；

（____）

(3)按正確操作完成實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，將測(cè)量數(shù)據(jù)描點(diǎn)做出擬合圖線如圖所示，由圖象可得該電源的電動(dòng)勢(shì)是_______V，內(nèi)電阻是_____Ω； （計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

(4)本次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是_________________________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】硅光電池是一種太陽(yáng)能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。如圖所示，圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I變化的關(guān)系圖象，圖線b是某電阻R的UI圖象。在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（　　）

A.硅光電池的電動(dòng)勢(shì)大于3.6V

B.硅光電池的總功率為0.4W

C.硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為0.32W

D.若將R換成阻值更大的電阻（光照不變），電源效率將減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為一種質(zhì)譜儀的工作原理圖，圓心角為90°的扇形區(qū)域OPQ中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，所有帶電粒子經(jīng)加速電壓U加速后從小孔C射出，由磁場(chǎng)邊界OP上N點(diǎn)垂直OP進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，然后均從邊界OQ射出，ON=l，不計(jì)粒子重力。

(1)若由靜止開(kāi)始加速的某種粒子X從邊界OQ射出時(shí)速度方向與OQ垂直，其軌跡如圖中實(shí)線所示，求該粒子的比荷；

(2)若由靜止開(kāi)始加速的另一種粒子Y，其比荷是X粒子比荷的，求該粒子在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)做“測(cè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．一小車(chē)放在水平長(zhǎng)木板上，左側(cè)拴有一細(xì)軟線，跨過(guò)固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連，小車(chē)右側(cè)與穿過(guò)電火花計(jì)時(shí)器的紙帶相連，在重物牽引下，小車(chē)在木板上向左運(yùn)動(dòng)．下圖給出了電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的一些計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)畫(huà)出，電火花計(jì)時(shí)器所用的交流電頻率為50Hz．

（1）下列操作中正確的有________（填選項(xiàng)代號(hào)）

A．在釋放小車(chē)前，小車(chē)要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)放在長(zhǎng)木板的有滑輪一端

C．應(yīng)先接通電源，后釋放小車(chē)

D．電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源

（2）根據(jù)紙帶（圖乙）可以計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度及小車(chē)加速度，現(xiàn)計(jì)算第2點(diǎn)的瞬時(shí)速度=______m/s，小車(chē)的加速度為=_________m/s2．（結(jié)果均取三位有效數(shù)字）

（3）另一同學(xué)利用如圖丙所示的裝置測(cè)定導(dǎo)軌上滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度，滑塊上安裝了寬度為d的遮光板．滑塊在牽引力作用下先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)A、B，配套的數(shù)字毫秒計(jì)（圖中未畫(huà)出）記錄了遮光板通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)A的時(shí)間為，則滑塊通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)的速度表達(dá)式為=________．若已知滑塊通過(guò)兩光電門(mén)速度分別為、，兩個(gè)光電門(mén)A、B間距離為L，則滑塊的加速度表達(dá)式為=________．（用題中字母表示）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，A板發(fā)出的電子經(jīng)加速后，水平射入水平放置的兩平行金屬板間，金屬板間所加的電壓為U，電子最終打在熒光屏P上，關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是

A.滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，電子打在熒光屏上的位置上升

B.滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，電子打在熒光屏上的位置上升

C.電壓U增大時(shí)，電子打在熒光屏上的速度大小不變

D.電壓U增大時(shí)，電子從發(fā)出到打在熒光屏上的時(shí)間不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“3V，0.6W”小燈泡的伏安特性曲線，燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V，并便于操作．已選用的器材有：

電池組（電動(dòng)勢(shì)為4.5V，內(nèi)阻約1Ω）：

電流表（量程為0～250mA．內(nèi)阻約5Ω）；

電壓表（量程為0～3V．內(nèi)阻約3kΩ）：

開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干．

①實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的______（填字母代號(hào)）．

A．滑動(dòng)變阻器（最大阻值20Ω，額定電流1A）

B．滑動(dòng)變阻器（最大阻值1750Ω，額定電流0.3A）

②實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用下列的圖______（填字母代號(hào)）．

③實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示．如果將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻為5Ω的電源兩端，小燈泡消耗的功率是______W．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)想把滿偏電流為的電流表改裝成為雙量程電壓表，并用改裝的電表去測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻：

(1)圖甲是測(cè)量內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理圖，其中量程小于，先閉合開(kāi)關(guān)，將撥向接點(diǎn)a，調(diào)節(jié)變阻器直至滿偏。

(2)保持滑片位置不動(dòng)，將撥向接點(diǎn)b，調(diào)節(jié)，直至滿偏，此時(shí)電阻箱旋鈕位置如圖乙所示，記錄數(shù)據(jù)，斷開(kāi)。

(3)現(xiàn)用電流表改裝成0~1.5V和0~3.0V的雙量程電壓表，電路如圖丙所示；則______。

(4)用改裝后的電壓表的0~擋接在待測(cè)電源（內(nèi)阻較大）兩端時(shí)，電壓表的示數(shù)為；換用0~擋測(cè)量，示數(shù)為；則電源的電動(dòng)勢(shì)E為______V，內(nèi)阻r為______。

(5)將上述電源與兩個(gè)完全相同的元件X連接成電路圖丁，X元件的伏安特性曲線如圖戊；則通過(guò)X元件的工作電流為______。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】太陽(yáng)能汽車(chē)是一種環(huán)保型的“綠色汽車(chē)”，人們正致力研究著。有一輛玩具汽車(chē)靠太陽(yáng)能電池供電，該電池的太陽(yáng)能集光板面積為600cm2，太陽(yáng)能電池電動(dòng)勢(shì)為30V，內(nèi)阻為30Ω�，F(xiàn)使玩具汽車(chē)在水平路面上勻速行駛，其太陽(yáng)能集光板正對(duì)太陽(yáng)，測(cè)得電流強(qiáng)度為2A。已知電動(dòng)機(jī)的直流電阻為2Ω，太陽(yáng)光垂直照射到地面上單位面積的輻射功率為1.6×103W/m2。

(1)求玩具汽車(chē)勻速行駛時(shí)，太陽(yáng)能集光板把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率。

(2)這輛玩具汽車(chē)的總重為80N，在水平路面上行駛的阻力是車(chē)重的0.2倍，這輛玩具車(chē)在水平路面上的最大速度是多大？

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同步練習(xí)冊(cè)答案