【題目】如圖所示,一帶電微粒質(zhì)量為m=2.0×1011kg、電荷量q=+1.0×105C(重力不計),從靜止開始經(jīng)電壓為U1=100V的電場加速后,水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場中,微粒射出電場時的偏轉(zhuǎn)角θ=30°,并接著進(jìn)入一個方向垂直紙面向里、寬度為D=34.6cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域.已知偏轉(zhuǎn)電場中金屬板長L=20cm,兩板間距d=17.3cm.(注意:計算中1.73)求:

1)帶電微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速率v1;

2)偏轉(zhuǎn)電場中兩金屬板間的電壓U2

3)為使帶電微粒在磁場中的運(yùn)動時間最長,B的取值滿足怎樣的條件?

【答案】11.0×104m/s;(2100V;(3B≥0.1T

【解析】1帶電微粒經(jīng)加速電場加速后速度為v,根據(jù)動能定理:qU1=mv12,

代入數(shù)據(jù)解得:v1=1.0×104m/s;

(2)帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場中只受電場力作用,做類平拋運(yùn)動.在水平方向微粒做勻速直線運(yùn)動,

水平方向:t=L/v1,

帶電微粒在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動,加速度為a,出電場時豎直方向速度為v2

豎直方向: ,

v2=at=,

由幾何關(guān)系:tanθ=,

U2=tanθ,

代入數(shù)據(jù)得:U2=100V;

(3)帶電微粒進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動,洛倫茲力提供向心力,設(shè)微粒軌道半徑為R,由幾何關(guān)系知:R+R/2=D

解得:R=2D/3,設(shè)微粒進(jìn)入磁場時的速度為v′:v′=,

由牛頓運(yùn)動定律及運(yùn)動學(xué)規(guī)律: ,

代入數(shù)據(jù)解得:B=0.1T,

若帶電粒子不射出磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B≥0.1T.

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】如圖所示為一皮帶傳動裝置,右輪的半徑為ra是它邊緣上的一點。左側(cè)是一輪軸,大輪的半徑為4r,小輪的半徑為2r,b點在小輪上且到小輪中心的距離為r,c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上,若在傳動過程中,皮帶不打滑,則(

A. a點與b點的線速度大小相等

B. a點與b點的角速度大小相等

C. a點與c點的線速度大小相等

D. a點和d點的線速度大小相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示勻強(qiáng)電場E的區(qū)坡內(nèi),在O點處放置一點電荷+Q,abc、d、ef為以O點為球心的球面上的點,aecf平面與電場線平行,bedf平面與電場線垂直,則下列說法中正確的

A. b、d 兩點的電場強(qiáng)度相同

B. a點的電勢等于f點的電勢

C. 點電荷+q在球面上任意兩點之間移動時,電場力一定做功

D. 將點電荷+q在球面上任意兩點之間移動,從球面上a點移動到c點的電勢能變化量最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某顆地球同步衛(wèi)星正下方的地球表面有一觀察者,他用天文望遠(yuǎn)鏡觀察被太陽光照射的此衛(wèi)星,春分那天(太陽光直射赤道)在日落12小時內(nèi)有時間該觀察者看不見此衛(wèi)星。已知地球半徑為R,地球表面處的重力加速度為g,地球自轉(zhuǎn)周期為T,衛(wèi)星的運(yùn)動方向與地球轉(zhuǎn)動方向相同,不考慮大氣對光的折射,下列說法中正確的是

A. 同步衛(wèi)星離地高度為

B. 同步衛(wèi)星加速度小于赤道上物體向心加速度

C.

D. 同步衛(wèi)星加速度大于近地衛(wèi)星的加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的小物塊處于一傾角為37°的光滑斜面上,當(dāng)整個裝置被置于一水平向右的勻強(qiáng)電場中,小物塊恰好靜止.重力加速度取g,sin37°=0.6cos37°=0.8.求:

1)水平向右電場的電場強(qiáng)度;

2)若將電場強(qiáng)度減小為原來的,物塊的加速度是多大;

3)電場強(qiáng)度變化后物塊下滑的距離L時的動能.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖示,質(zhì)量為m1的小球A用不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛,從偏離豎直方向θ角位置靜止釋放,在最低點與靜止小球B發(fā)生對心彈性碰撞, B球位于四分之一圓弧CD的圓心O處的光滑小支架上,圓弧半徑與細(xì)繩長度均為ROC邊水平,B球質(zhì)量為m2A、B小球可視為質(zhì)點,求

(1)A球擺到最低點與B球發(fā)生碰撞前繩子的拉力大小F;

(2)碰后B球的速度大小vB

(3)小球B到達(dá)圓弧面的最小動能EK

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【題目】如圖甲所示是一種手搖發(fā)電的手電筒,內(nèi)部有一固定的線圈和可來回運(yùn)動的條形磁鐵,其原理圖如圖乙所示.當(dāng)沿圖中箭頭方向來回?fù)u動手電筒過程中,條形磁鐵在線圈內(nèi)來回運(yùn)動,燈泡發(fā)光.在此過程中,下列說法正確的是( 。

A. 增加搖動頻率,燈泡變亮

B. 線圈對磁鐵的作用力方向不變

C. 磁鐵從線圈一端進(jìn)入與從該端穿出時,燈泡中電流方向相反

D. 磁鐵從線圈一端進(jìn)入再從另一端穿出過程,燈泡中電流方向相同

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【題目】如圖所示.豎直放置的間距為L=1m的兩平行光滑導(dǎo)軌,上端連接一個阻值為R=1Ω的電阻,在導(dǎo)軌的MN位置以下有垂直紙面向里的磁場,在MN處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T,在MN下方的磁場沿Y軸方向磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減少,在MN下方1m處的磁感應(yīng)強(qiáng)度剛好為零.現(xiàn)有一質(zhì)量為1kg,電阻也是R=1Ω的金屬棒,從距離MNh=0.2m的上方緊貼導(dǎo)軌自由下落,然后進(jìn)入磁場區(qū)域繼續(xù)下落相同高度h的過程中,能使得電阻R上的電功率保持不變(不計一切摩擦)求(g=10m/s2)

1)電阻R上的電功率;

2)從MN位置再下降h時,金屬棒的速度v;

3)從MN位置再下降h所用的時間t.

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【題目】某物理實驗小組采用如圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動。

(1)安裝實驗裝置時,斜槽末端的切線必須是水平的,這樣做的目的是________

A.保證小球飛出時,速度既不太大,也不太小

B.保證小球飛出時,初速度水平

C.保證小球在空中運(yùn)動的時間每次都相等

D.保證小球運(yùn)動的軌跡是一條拋物線

(2)某同學(xué)每次都將小球從斜槽上同一位置由靜止釋放,并從斜槽末端水平飛出。改變水平擋板的高度,就改變了小球在板上落點的位置,從而可描繪出小球的運(yùn)動軌跡。某同學(xué)將水平擋板依次放在圖乙中的1、2、3位置,且l2的間距等于23的間距。若三次實驗中,小球從拋出點到落點的水平位移依次為xl、x2、x3,忽略空氣阻力的影響,下面分析正確的是________。

A.x2xl=x3x2 B.x2xl<x3x 2 C.x2xl>x3x2 D.無法判斷

(3)另一同學(xué)通過正確的實驗步驟及操作,在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運(yùn)動軌跡。部分運(yùn)動軌跡如圖丙所示。圖中每小格的邊長均為LP1、P2P3是軌跡圖線上的3個點,重力加速度為g?汕蟪鲂∏驈P1運(yùn)動到P2所用的時間為______,小球拋出時的水平速度為_____。

(4)實驗得到平拋小球的運(yùn)動軌跡,在軌跡上取一些點,以平拋起點O為坐標(biāo)原點,測量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y,圖中y﹣x2圖象能說明平拋小球運(yùn)動規(guī)律的是_________

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