【題目】如圖所示，相距為R的兩塊平行金屬板M、N豎直放置，小孔S1、S2與O在同一水平線上，且。以O為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內存在勻強磁場，磁感應強度為B。T為收集板，板上各點到O點的距離均為2R，其中CO、DO與水平方向夾角均為60°，板兩端點的連線水平。質量為m、帶電量為-q的粒子，經(jīng)S1進入M、N間的電場后，通過S2進入磁場，經(jīng)過磁場后打在收集板T上。粒子在S1處的速度以及粒子所受的重力均不計。

(1)圓形磁場區(qū)域磁場方向是垂直紙面向外還是垂直紙面向里？

(2)如果MN間的電壓為，粒子打在收集板T的哪個位置？

(3)若在第2問中MN的電壓下，假設有一群質量不等但帶電量相同的粒子從S1射入經(jīng)過S2進入磁場后偏轉，則能被收集的粒子的質量應滿足什么條件？（粒子間的相互作用忽略不計）

【答案】(1)垂直紙面向外；(2)正中央處；(3)

【解析】

(1)(2)為了讓粒子能夠被收集板T收集，通過加速電場加速后，粒子應該向上偏轉，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可知，圓形磁場的磁場方向應該垂直紙面向外。

如圖，電場加速，由動能定理得

再由洛倫茲力提供向心力得

聯(lián)立解得

即粒子進入磁場后，偏轉90°后豎直向上飛出，正好擊中T正中央處。

(3)設質量為的粒子經(jīng)過加速，沿著OC方向將會擊中收集板最左端，如下圖

根據(jù)幾何知識可知，此刻粒子的半徑滿足

再由公式

聯(lián)立上式則

同理可得質量為的粒子經(jīng)過加速，沿著OD方向將會擊中收集板最右端，如下圖

根據(jù)幾何知識可知，此刻粒子的半徑

再由公式

聯(lián)立上式則

因此能被T板收集的粒子的質量是

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面內，有一電子源持續(xù)不斷地沿正方向每秒發(fā)射出N個速率均為v的電子，形成寬為2b，在y軸方向均勻分布且關于x軸對稱的電子流。電子流沿x方向射入一個半徑為R，中心位于原點O的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直xOy平面向里，電子經(jīng)過磁場偏轉后均從P點射出。在磁場區(qū)域的正下方有一對平行于x軸的金屬平行板K和A，K板接地，A與K兩板間加有正負、大小均可調的電壓，穿過K板小孔達到A板的電子被收集且導出，從而形成電流，已知，電子質量為m，電荷量為e，忽略電子間相互作用。

(1)磁感應強度B的大小；

(2)電子流從P點射出時與y軸負方向的夾角的范圍；

(3)電子被收集形成最大電流；

(4)調節(jié)A與K兩級板間的電壓剛好不能形成電流，此時可調的電壓大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質量分別為m、M的兩個物體系在一根通過定滑輪(質量忽略不計)的輕繩兩端，M放在水平地板上，m被懸掛在空中，若將M沿水平地板向右緩慢移動少許后M仍靜止，則(　　)

A.繩的張力變大

B.M對地面的壓力變大

C.M所受的靜摩擦力變大

D.懸掛滑輪的繩的張力變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在學校組織的趣味運動會上，某科技小組為大家提供了一個寓學于樂的游戲。如圖所示，將一質量為0.1kg的小滑塊放在O點，用彈射裝置由將其靜止彈出，球沿著光滑的半環(huán)形軌道OA和AB運動，BC段為一段長短可調的粗糙平面，DEFG為接球槽，接槽EF的長度為d=2.5m，DE和FG的高度忽略不計。圓弧OA和AB的半徑分別為r=0.2m，R=0.4m，小滑塊與BC段的動摩擦因數(shù)=0.4，C點離接槽的高度為h=1.25m，水平距離為x=0.5m，g取10m/s2。求：

(1)要使小滑塊恰好不脫離圓軌道，小滑塊在B位置對半圓軌道的壓力多大？

(2)在上一問中，假設小滑塊恰好靜止在C處，則BC段粗糙水平面長度為多少？

(3)假設軌道長度調節(jié)至L′=2m，要使小滑塊始終能落入槽中，彈射裝置的彈性勢能需要滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】輕繩一端系在質量為m的物體A上，另一端系在一個套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上�，F(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點O，使物體A從圖中實線位置緩慢下降到虛線位置，但圓環(huán)仍保持在原來位置不動。則在這一過程中，環(huán)對桿的摩擦力F1和環(huán)對桿的壓力F2的變化情況是（　�。�

A.F1保持不變，F2逐漸增大B.F1逐漸增大，F2保持不變

C.F1逐漸減小，F2保持不變D.F1保持不變，F2逐漸減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，邊長為a的正三角形ABC的三個頂點分別固定三個點電荷+q、+q、-q，若三角形中心O點處的場強大小為E、電勢為φ（取無窮遠處為勢能零點），則下列說法正確的是（　�。�

A.若取走電荷-q，O點的場強大小將變?yōu)?/span>，方向仍不變

B.若取走電荷+q，O點的場強大小仍為E，方向與原來相反

C.若取走電荷-q，O點的電勢將變?yōu)?φ

D.若取走電荷-q，O點的電勢將變?yōu)?/span>2φ

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某同學利用光敏電阻R（光照越強電阻越�。┖屠^電器設計了一個簡單的自動照明系統(tǒng)，天黑時燈泡自動開啟，天亮時燈泡自動熄滅。繼電器線圈的電阻為50Ω，當線圈中的電流大于10mA時，繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器供電的電池電動勢E=1.5V，內阻可忽略不計，圖中的“電源”是為燈泡供電的電源。

(1)應該把燈泡接在______（填“A、B端”或“C、D端”）。

(2)已知滑動變阻器R'的最大阻值為50Ω，下面兩種規(guī)格的光敏電阻應該選擇______（填“甲”或“乙”）。

光敏電阻甲：白天正午時電阻最小值為5Ω，完全沒有光照時電阻最大值為300Ω；

光敏電阻乙：白天正午時電阻最小值為2Ω，完全沒有光照時電阻最大值為50Ω。

(3)若第(2)問中所選光敏電阻在下午7點鐘時的阻值為其最大阻值的，如果要使此時燈泡剛好自動開啟，滑動變阻器R'的接入電阻應該為______Ω；若想讓燈泡開啟時間提前，應將滑動變阻器R'的接入電阻調______（填“大”或“小”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，位于豎直面內的xOy直角坐標系的第二象限內存在一勻強電場，電場方向平行于xOy平面，與x軸正方向的夾角θ=60°且斜向上方。整個x軸的負半軸上都分布著粒子發(fā)射源，發(fā)射源發(fā)射的帶電粒子完全相同（質量均為m，電荷量均為+q，粒子豎直發(fā)射后的初速度大小均為v0，方向均沿y軸正方向），在所有到達y軸正半軸的粒子中自P點發(fā)射的粒子經(jīng)過y軸正半軸時的速度最小。已知帶電粒子所受重力大小為其所受電場力大小的倍，重力加速度為g，不計粒子間的相互作用力。求：

（1）粒子自x軸發(fā)射后，在電場中運動時的加速度大小和方向；

（2）自P點發(fā)射的粒子經(jīng)過y軸時的速度大小；

（3）粒子自x軸上的Q點（圖中未畫出）發(fā)射時，粒子經(jīng)過y軸時的速度方向恰好垂直于y軸，求OQ的距離。（提示：可以參考研究拋體運動時所用的“運動的合成和分解”的思路解題）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如果質量相同的小球A、B，在沿一條直線運動的過程中發(fā)生彈性正碰，速度發(fā)生交換。如圖所示，將光滑水平絕緣的大桌面取為Oxy坐標面，空間有豎直向下（圖中朝里）矩形磁場區(qū)域的勻強磁場B。（附注：解題時略去球之間的電作用力）

(1)Oxy平面上距O稍遠處的小球A，質量m、電量q（q>0），初速度方向垂直于磁場，如圖所示，大小為v0，而后A在磁場區(qū)域內做勻速圓周運動，試求圓周運動的半徑R和運動周期T。

(2)圖中小球A1、A2質量也同為m，電量也同為q（q>0），開始時分別位于y軸上的y1、y2（y1>y2）位置，初速度方向如圖所示，大小也同為v0。設A1、A2間可能發(fā)生的碰撞都是彈性碰撞且不會相互轉移電荷（下同）。已知A1能到達y2處，兩球始終都在矩形磁場區(qū)域里運動，試求y1-y2的所有可能取值。

(3)在x軸上與x1相距盡可能遠的x2處存在一正三角形區(qū)域的勻強磁場，磁感應強度大小也為B，方向也是豎直向下（圖中朝里）。圖中小球B的質量也為m，電量也同為q（q>0），t=0時位于x軸上距O稍遠的矩形磁場區(qū)域外的x1位置，初速度大小也為v0，方向垂直于正三角形磁場區(qū)域EFG的E邊的中點H射入磁場區(qū)域，然后從EG邊界的I點（圖中未畫出）穿出磁場，且GI長是正三角形邊長的0.75倍，求該正三角形區(qū)域的邊長a。

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