【題目】利用電場(chǎng)與磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng),在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在磁場(chǎng)左側(cè)有一寬度為0.5R的區(qū)域,其上邊界與水平半徑MO共線,該區(qū)域內(nèi)有水平向右、速度大小范圍為0~v0的粒子不斷射人,粒子帶電量均為+q,質(zhì)量均為m。在沿半徑MO入射的粒子中,速度大小為v0的粒子恰好從O點(diǎn)正下方的N點(diǎn)離開磁場(chǎng)。不計(jì)粒子重力及粒子間相互作用力,求:

(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;

(2)圓形磁場(chǎng)中,有粒子通過區(qū)域的面積S

(3)在圓形磁場(chǎng)正下方有一長(zhǎng)度為2R的水平擋板CD,中心小孔與N點(diǎn)重合,右側(cè)是長(zhǎng)度也為2R的豎直熒光屏PQ,其上端點(diǎn)P與擋板右端點(diǎn)D重合。CD下方空間加有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),恰使所有通過小孔N的粒子均能打在熒光屏PQ上。求電場(chǎng)強(qiáng)度大小E及熒光屏上有粒子打到的長(zhǎng)度L。

【答案】(1);(2);(3);

【解析】

(1)沿MO方向入射且速度大小為的粒子恰好從O點(diǎn)正下方N離開磁場(chǎng),則:

,

解得

(2)速度為的粒子在圓形磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)候

解得

有粒子通過區(qū)域的面積如陰影部分所示,易得圖中圓心角分別為60°、120°。

解得

(3)若豎直向下射出圓形磁場(chǎng)的粒子也能達(dá)到熒光屏,則所有粒子均能到達(dá)

,,

聯(lián)立解得

只有初速度為的粒子才能通過小孔O,速度方向分別在豎直向下與斜向右下方之間,設(shè)其與豎直方向夾角為,由幾何關(guān)系可得:

解得

斜向右下方與豎直方向夾角為30°出射的粒子到達(dá)熒光屏最上方

,

解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r,負(fù)極接地,R1、R2、R3為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器,C為電容器,A、V分別為理想電流表和電壓表。在滑動(dòng)變阻器的滑片Pb端向a端滑動(dòng)的過程中,下列說法正確的是(  )

A.電壓表V示數(shù)變大

B.電流表A示數(shù)變小

C.電路中a點(diǎn)的電勢(shì)升高

D.電容器C所帶電荷量減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,圓柱體豎直固定于光滑水平面上,一根不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線一端連接一小球,另一端固定于圓柱體的底部外側(cè)上某點(diǎn)。拉直細(xì)線使其水平,給小球一垂直細(xì)線的沿水平方向的初速度。則( 。

A.小球的動(dòng)能會(huì)越來越大

B.半徑變小,小球的角速度不變

C.若某時(shí)刻細(xì)線斷裂,小球?qū)⒀厮俣确较蜃鲋本運(yùn)動(dòng)

D.由于線變短,小球運(yùn)動(dòng)半徑變?yōu)樵瓉淼囊话霑r(shí),線對(duì)小球的拉力將變?yōu)樵瓉淼?/span>4

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,探究鉤碼的重力對(duì)系統(tǒng)(以鉤碼和滑塊為系統(tǒng))做的功與系統(tǒng)動(dòng)能變化的關(guān)系。

(1)將氣墊導(dǎo)軌接通氣泵,通過調(diào)平螺絲調(diào)整氣墊導(dǎo)軌使之水平,檢查是否調(diào)平的方法是_____。

(2)已知遮光條的寬度d,實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖所示位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間。在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有:鉤碼的質(zhì)量,滑塊與遮光條的總質(zhì)量,光電門與滑塊在運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)時(shí)遮光條之間的距離。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?/span>,鉤碼的重力對(duì)系統(tǒng)做功的表達(dá)式為W=_____,系統(tǒng)動(dòng)能變化量的表達(dá)式為_____。通過幾次實(shí)驗(yàn),若兩者在誤差允許的范圍內(nèi)相等,從而說明鉤碼的重力對(duì)系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)的動(dòng)能變化量。(用已知物理量字母和測(cè)量的物理量字母表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)中,虛線為等勢(shì)面,甲、乙兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡分別為acb、adb曲線,兩粒子在a點(diǎn)時(shí)具有相同的動(dòng)能,重力不計(jì).則

A.甲、乙兩粒子帶異種電荷

B.兩粒子經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)具有相同的動(dòng)能

C.甲粒子經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于乙粒子經(jīng)過d點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能

D.設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,甲粒子經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于乙粒子經(jīng)過d點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,兩滑塊A、B在光滑水平面上沿同直線相向運(yùn)動(dòng),滑塊 A的質(zhì)量為m,速度大小為2,方向向右,滑塊B的質(zhì)量為2m,速度大小為,方向向左,兩滑塊發(fā)生彈性碰撞后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是

A. AB都向左運(yùn)動(dòng)

B. A向左運(yùn)動(dòng),B向右運(yùn)動(dòng)

C. A靜止,B向右運(yùn)動(dòng)

D. AB都向右運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩名溜冰運(yùn)動(dòng)員,面對(duì)面拉著彈簧秤做圓周運(yùn)動(dòng)的溜冰表演,如圖所示。已知M80kg,M40kg,兩人相距0.9m,彈簧秤的示數(shù)為30N,下列判斷中正確的是( 。

A.兩人的角速度相同

B.兩人的線速度相同

C.兩人的運(yùn)動(dòng)半徑相同,都是0.45m

D.兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不同,甲為0.3m,乙為0.6m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,開關(guān)S閉合后,和未閉合開關(guān)S前相比較三個(gè)電表的讀數(shù)變化情況是

A.V變大、A1變大、A2變小

B.V變大、A1變小、A2變大

C.V變小、A1變大、A2變小

D.V變小、A1變小、A2變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一質(zhì)量m=1kg的物體位于光滑水平面上,同時(shí)受到三個(gè)水平共點(diǎn)力F1、F2F3作用,其大小分別為F14.2 N、F22.8 NF32.0 N,且F2的方向指向正北,下列說法正確的是( 。

A.該物體合力不可能為0

B.F1F2兩個(gè)力的合力大小可能為2.0 N

C.若物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則F2F3的合力大小為4.8 N,方向指向正南

D.若物體處于靜止?fàn)顟B(tài),則F1、F3的合力大小一定為2.8N,方向指向正北

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