【題目】如圖甲所示，兩金屬板M、N水平放置組成平行板電容器，在M板中央開有小孔O,再將兩個相同的 絕緣彈性擋板P、Q對稱地放置在M板上方，且與M板夾角均為60°，兩擋板的下端在小孔O左右兩側(cè)。現(xiàn)在電容器兩板間加電壓大小為U的直流電壓，在M板上方加上如圖乙所示的、垂直紙面的交變磁場，以方向垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正值，其值為B0，磁感應(yīng)強(qiáng)度為負(fù)值時大小為Bx，但Bx未知�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q、不計重力的帶電粒子，從N金屬板中央A點(diǎn)由靜止釋放，t=0時刻，粒子剛好從小孔O進(jìn)入上方磁場中，在t1時刻粒子第一次撞到左擋板P上，緊接著在t1+t2時刻粒子撞到了右擋板Q上，然后粒子又從O點(diǎn)豎直向下返回平行金屬板間，接著再返回磁場做前面所述的運(yùn)動。粒子與擋板碰撞前后電量不變，沿板面的分速度不變，垂直于板面的分速度大小不變、方向相反，不計碰撞的時間及磁場變化產(chǎn)生的感應(yīng)影響。求：

(1)粒子第一次到達(dá)擋板P時的速度大小。

(2)圖乙中磁感應(yīng)強(qiáng)度Bx的大小。

(3)兩金屬板M和N之間的距離d。

【答案】（1）（2）2B0（3） ，n=0,1,2,3,…

【解析】（1）粒子從N板到M板過程中，電場力做正功，根據(jù)動能定理有

Uq＝mv20．

解得粒子第一次到達(dá)O點(diǎn)時的速率

（2）粒子進(jìn)入上方后做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，由

得粒子做勻速圓周運(yùn)動的半徑 ， 使其在整個裝置中做周期性的往返運(yùn)動，運(yùn)動軌跡如圖所示，

由圖易知：r0=2rx 圖中Bx=2B0

（3）在0～t1時間內(nèi)，粒子做勻速圓周運(yùn)動周期

在t1～（t1+t2）時間內(nèi)，粒子做勻速圓周運(yùn)動的周期

由軌跡圖可知 ，

粒子在金屬板M和N間往返時間為t，有

且滿足：t=t2+n（t1+t2），n=0,1,2,3,…

聯(lián)立可得金屬板M和N間的距離： ，n=0,1,2,3,…

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】實(shí)際電流表有內(nèi)阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)。測量實(shí)際電流表G1內(nèi)阻r1的電路如圖所示。供選擇的儀器如下：

①待測電流表G1(0~5mA，內(nèi)阻約300Ω)，

②電流表G2(0~10mA，內(nèi)阻約100Ω)，

③定值電阻R1(300Ω),

④定值電阻R2(10Ω)，

⑤滑動變阻器R3(0~1000Ω)，

⑥滑動變阻器R4(0~20Ω)，

⑦干電池(1.5V)，

⑧電鍵S及導(dǎo)線若干。

(1)定值電阻應(yīng)選___________，滑動變阻器應(yīng)選___________。(在空格內(nèi)填寫序號)

(2)補(bǔ)全實(shí)驗步驟：

①按電路圖連接電路，并將滑動觸頭移至最左端；

②閉合電鍵S，移動滑動觸頭至某一位置，記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2；

③___________________________________________；

④以I2為縱坐標(biāo)，I1為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，如圖所示。

(3)根據(jù)I2-I1圖線的斜率k及定值電阻，寫出待測電流表內(nèi)阻的表達(dá)式r1=______________________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，固定的光滑平臺上固定有光滑的半圓軌道，軌道半徑R＝0.6 m．平臺上靜止著兩個滑塊A、B，mA＝0.1 kg，mB＝0.2 kg，兩滑塊間夾有少量炸藥，平臺右側(cè)有一帶擋板的小車靜止在光滑的水平地面上，小車質(zhì)量為M＝0.3 kg，小車的上表面與平臺的臺面等高，小車的上表面的右側(cè)固定一根輕彈簧．點(diǎn)燃炸藥后，A、B分離瞬間滑塊B以3 m/s的速度沖向小車．兩滑塊都可以看作質(zhì)點(diǎn)，炸藥的質(zhì)量忽略不計，爆炸的時間極短，爆炸后兩個滑塊的速度方向在同一水平直線上，且g＝10 m/s2.求：

(1)滑塊A能否從半圓軌道的最高點(diǎn)離開；

(2)滑塊B滑上小車后的運(yùn)動過程中彈簧的最大彈性勢能。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，U形管A、B內(nèi)裝有一部分水銀，通過橡膠軟管與玻璃管C相連，C管豎直插入水銀槽中，若A、B、C三管內(nèi)徑相同，U形管兩側(cè)液面高度差為h，中間封有一段空氣，則（ ）

A. C管內(nèi)外水銀面的高度差小于h

B. 若將C管向下移動少許，穩(wěn)定后h變大，氣體體積變小

C. 若環(huán)境溫度降低，則A管水銀面上升的高度等于C管水銀面上升的高度

D. 若再往水銀槽內(nèi)注入一些水銀，則C管水銀面上升的高度大于A管水銀面下降的高度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】絕緣光滑斜面與水平面成α角，一質(zhì)量為m、電荷量為-q的小球從斜面上高h處，以初速度為v0、方向與斜面底邊MN平行射入，如圖所示，整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向平行于斜面向上。已知斜面足夠大，小球能夠沿斜面到達(dá)底邊MN。則下列判斷不正確的是 （ ）

A. 小球在斜面上做勻變速曲線運(yùn)動

B. 小球到達(dá)底邊MN的時間

C. 勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍為

D. 勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一豎直放置的、長為L的細(xì)管下端封閉，上端與大氣（視為理想氣體）相通，初始時管內(nèi)氣體溫度為T�，F(xiàn)用一段水銀柱從管口開始注入管內(nèi)將氣柱封閉，該過程中氣體溫度保持不變且沒有氣體漏出，平衡后管內(nèi)上下兩部分氣柱長度比為1∶3。

（1）將管內(nèi)氣體加熱，至水銀面上端與管口相平，求此時氣體的溫度T1

（2）若將管內(nèi)下部氣體溫度降至，在保持溫度T2不變，將管倒置，平衡后水銀柱下端與管下端剛好平齊（沒有水銀漏出）。已知大氣壓強(qiáng)為，重力加速度為。求水銀柱的長度和水銀的密度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】天文學(xué)家通過觀測雙星軌道參數(shù)的變化來間接驗證引力波的存在，證實(shí)了GWl50914是兩個黑洞并合的事件。該事件中甲、乙兩個黑洞的質(zhì)量分別為太陽質(zhì)量的36倍和29倍，假設(shè)這兩個黑洞，繞它們連線上的某點(diǎn)做圓周運(yùn)動，且這兩個黑洞的間距緩慢減小。若該黑洞系統(tǒng)在運(yùn)動過程中各自質(zhì)量不變且不受其他星系的影響，則關(guān)于這兩個黑洞的運(yùn)動，下列說法正確的是（ ）

A. 甲、乙兩個黑洞運(yùn)行的線速度v大小之比為36:29

B. 甲、乙兩個黑洞運(yùn)行的角速度ω大小之比為36:29

C. 隨著甲、乙兩個黑洞的間距緩慢減小，它們運(yùn)行的周期T也在減小

D. 甲、乙兩個黑洞做圓周運(yùn)動的向心加速度大小始終相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平面MN的上方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，從空間某點(diǎn)A水平拋出質(zhì)量為m、帶電量為q的帶正電粒子，在電場力的作用下經(jīng)過時間t落到MN上的B點(diǎn)，測得A、B兩點(diǎn)間的距離AB=L；若從A點(diǎn)水平拋出時的初速度增大到原來的3倍，則該粒子落到MN上的C點(diǎn)，測得A、C兩點(diǎn)間的距離AC=L．不考慮帶電粒子的重力和空氣阻力，求：

（1）電場強(qiáng)度E的大小；

（2）帶電粒子運(yùn)動到C點(diǎn)時的速度大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量分別為m1和m2的兩個物體碰撞前后的位移－時間圖象如圖所示，以下說法中正確的是(　　)

A. 碰撞前兩物體動量相同

B. 質(zhì)量m1等于質(zhì)量m2

C. 碰撞后兩物體一起做勻速直線運(yùn)動

D. 碰撞前兩物體動量大小相等、方向相反

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案