【題目】2018年4月物理選考即將到來。某同學在復習帶電粒子在復合場中的運動時，經(jīng)過思考，自己設計了一道題目：如圖，C、D板之間是加速電場，電壓為U，虛線OQ、QPON是勻強磁場的邊界，且磁場范圍足夠大，QP與ON平行，CP。間距為d，與OQ垂直且與豎直方向夾角θ=60°，兩磁場大小均為B，方向垂直紙面向外�，F(xiàn)有一個比荷為k的正電荷（重力不計），從C板的小孔靜止釋放，加速后從O點水平進入虛線OQ右側空間。該電荷第二次（不包括從O點進入這一次）到達ON邊界時的位置為A點（未畫出）。求：

（1）粒子在O點的速度大小；

（2）粒子從O到A的時間；

（3）若兩磁場整體以O點為軸，順時針轉過300，粒子加速后從O點水平進入，且粒子始終在OQ右側運動，試判斷粒子能否通過A點，需講明理由。

【答案】（1） （2） （3）

【解析】（1）由動能定理Uq=mv2

得

(2）粒子的軌意圖，如圖所示，A點。連GA，則△OGA為等腰三角形，GA//HK。據(jù)平面幾何知識，得OG=HK=2d

所以

劣弧GH與優(yōu)弧AK合起來恰好為一整圓，得

所以

（3）由（2）可得OA=2d

若兩磁場整體以O點為軸，順時針轉過30°。如圖為粒子運動軌跡，∠QOG=30°，OQ=d，

所以

又因為△OGA’為正三角形，所以

根據(jù)幾何關系，得：

即通過3個周期，粒子可以通過A點。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲所示是大型機械廠里用來稱重的電子吊秤，其中實現(xiàn)稱重的關鍵元件是拉力傳感器。其工作原理是：掛鉤上掛上重物，傳感器中拉力敏感電阻絲在拉力作用下發(fā)生形變，拉力敏感電阻絲的電阻也隨著發(fā)生變化，再經(jīng)相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電信號（電壓或電流），從而完成將所稱物體重量變換為電信號的過程。

（1）簡述拉力敏感電阻絲的阻值隨拉力變化的原因_______________________________。

（2）小明找到一根拉力敏感電阻絲RL，其阻值隨拉力變化的圖像如圖乙所示，再按圖丙所示電路制作了一個簡易“吊秤”。電路中電源電動勢E約15V，內阻約2Ω；靈敏毫安表量程為10mA，內阻約5Ω；R是電阻箱，最大阻值是9999Ω；RL接在A、B兩接線柱上，通過光滑絕緣滑環(huán)可將重物吊起，接通電路完成下列操作。

a．滑環(huán)下不吊重物時，調節(jié)電阻箱，當電流表為某一合適示數(shù)I時，讀出電阻箱的讀數(shù)R1；

b．滑環(huán)下吊上待測重物，測出電阻絲與豎直方向的夾角為θ；

c．調節(jié)電阻箱，使_______，讀出此時電阻箱的讀數(shù)R2；

d．算得圖乙直線的斜率k和截距b；

則待測重物的重力G的表達式為G=_____（用以上測得的物理量表示），測得θ=53°（sin53°=0.8，cos53°=0.6），R1、R2分別為1052Ω和1030Ω，結合乙圖信息，可得待測重物的重力G=_____N（結果保留三位有效數(shù)字）。

（3）針對小明的設計方案，為了提高測量重量的精度，你認為下列措施可行的是____________。

A．將毫安表換成量程不同，內阻更小的毫安表

B．將毫安表換成量程為10μA的微安表

C．將電阻箱換成精度更高的電阻箱

D．適當增大A、B接線柱之間的距離

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平面內的直角坐標系xOy中有一光滑金屬導軌POQ，其中曲線導軌OP滿足方程,長度為的直導軌0Q與x軸重合，整個導軌處于垂直紙面向外的磁感應強度為B的勻強磁場中�，F(xiàn)有一長為L的金屬棒從圖示位置開始沿x軸正方向以速度做勻速直線運動，已知金屬棒單位長度的電阻為,除金屬棒的電阻外其余部分電阻均不計，棒與兩導軌始終接觸良好，則在金屬棒運動至PQ的過程中，下列說法正確的是（ ）

A. 時刻感應電動勢的瞬時值為

B. 閉合回路的感應電流逐漸減小

C. 閉合回路消耗的電功率逐漸增大

D. 通過金屬棒的電荷量為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，abcd是質量為m，長和寬分別為l和b的矩形金屬線框，由靜止開始沿兩條平行光滑的傾斜軌道下滑，軌道平面與水平面成θ角。efmn為一矩形磁場區(qū)域，磁感應強度為B，方向垂直軌道平面向上。已知da=an=ne=b，線框的cd邊剛要離開磁場區(qū)域時的瞬時速度為v，已知線圈經(jīng)過磁場時始終加速，整個線框的電阻為R，重力加速度為g，試用題中給出的已知量表述下列物理量：

（1）ab邊剛進入磁場區(qū)域時產(chǎn)生的感應電動勢；

（2）ab邊剛進入磁場區(qū)域時線框的加速度的大�。�

（3）線框下滑過程中產(chǎn)生的總熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“測繪小燈泡伏安特性曲線”實驗中，已知小燈泡額定電壓為3V。

（1)某同學連好了實物圖，如圖，請指出其中的兩條連線錯誤（寫數(shù)字即可）：a__________ b___________

（2）閉合開關后，移動滑片，使流過電流表的電流__________

A.從0開始慢慢增加到額定電流

B.從額定電流開始慢慢減小到0

C.隨意移動滑片，測出想測的電壓電流值即可

（3）實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，請仔細觀察該圖像，然后描述小燈泡的電阻變化規(guī)律：_____________________________

（4）當電壓為2.4V時，小燈泡的電阻為_________Ω。（結果保留一位小數(shù)）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,帶電粒子僅在電場力作用下,從電場中a點以初速度 進入電場并沿虛線所示的軌跡運動到b點,實線是電場線,下列說法正確的是( )

A. 無論粒子帶何種電,經(jīng)b點時的速度總比經(jīng)a點時的速度大

B. 粒子在a點的加速度比在b點的加速度大

C. 從a到b過程中,粒子的電勢能不斷減小

D. 電場中a點的電勢一定比b點的電勢高

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，一質量為2m的光滑弧形槽靜止放在足夠長的光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一質量為m的小物塊從槽上高h處開始下滑，重力加速度為g，下列說法正確的是

A. 物體第一次滑到槽底端時，槽的動能為

B. 物體第一次滑到槽底端時，槽的動能為

C. 在壓縮彈簧的過程中，物塊和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒

D. 物塊第一次被彈簧反彈后能追上槽，但不能回到槽上高h處

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示兩平行金屬板，B板接地，從t=0時刻起AB板接電源，A板電勢隨時間變化圖像如圖乙所示，板間一帶正電粒子（不計重力）由靜止開始在電場力作用下運動，板間距足夠長，則下列說法正確的是( )

A. 粒子在兩板間往復運動

B. 時粒子速度為零

C. 到這段時間內粒子的電勢能降低，電場力對粒子做正功

D. 時與 時粒子速度之比為1：4

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】牛頓思考月球繞地球運行的原因時，蘋果偶然落地引起了他的遐想：拉住月球使它圍繞地球運動的力與拉著蘋果下落的力，是否都與太陽吸引行星的力性質相同，遵循著統(tǒng)一的規(guī)律——平方反比規(guī)律？因此，牛頓開始了著名的“月—地檢驗”。

（1）已知月球與地球的距離約為地球半徑的60倍，如果牛頓的猜想正確，請你據(jù)此計算月球公轉的向心加速度a和蘋果下落的加速度g的比值；

（2）在牛頓的時代，月球與地球的距離r、月球繞地球公轉的周期T等都能比較精確地測定，請你據(jù)此寫出計算月球公轉的向心加速度a的表達式；已知r≈3.84×108 m，T≈2.36×106s，地面附近的重力加速度g＝9.80 m/s2，請你根據(jù)這些數(shù)據(jù)估算比值；與（1）中的結果相比較，你能得出什么結論？

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