精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

【題目】如圖所示的xOy平面內，坐標原點O處有一正粒子源，可以向y軸右側發(fā)射出大量同種帶電粒子，粒子的質量為m，電荷量為q，所有粒子的初速度大小均為v0，其方向與y軸正方向的夾角分布在0~180°范圍內。y軸右側有一直線PQ，PQ與y軸相距為d，y軸與直線PQ區(qū)域內有平行x軸向右范圍足夠大的勻強電場，電場強度大小E=，在PQ的右側有矩形區(qū)域的勻強磁場，其右側邊界為MN，磁感應強度大小B=，磁場方向垂直于xOy平面向里。不計粒子間的相互作用，不計粒子重力。

(1)求沿x軸正方向入射的粒子第一次到達PQ的速度及其所用的時間；

(2)若矩形磁場沿y軸方向上足夠長，要求所有的粒子均能到達MN，求MN與PQ間的最大距離△x；

(3)欲使沿y軸負方向射入的粒子經電磁場后能回到y軸且距離原點O最遠，求矩形磁場區(qū)域的最小面積。

【答案】（1）2v0 ； （2）d（3）3(2+)d2

【解析】

沿y軸正方向發(fā)射的粒子在磁場中的運動軌跡如給出圖所示，由幾何知識求出其半徑大小，然后根據求速率；

由幾何關系可確定仍在磁場中的粒子位置，則可由幾何關系得出夾角范圍。

(1)粒子從x軸正方向射入電場，做勻加速直線運動

由動能定理有：

解得：

時間；

(2)沿y軸正方向射入的粒子經電場和磁場偏轉后，能到達MN，則所有的粒子都能到達MN

粒子在電場中的偏轉角

所以

粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為

；

(3)沿y軸負方向射入的粒子經電場偏轉后其偏轉角，

由幾何關系知，當粒子從矩形磁場的上邊界射出，且與豎直方的夾角為時，粒子能到達y軸且距原點O最遠，如圖所示

其水平邊長

豎直邊長

所以最小面積為

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】美國火星探測器“洞察”號于2018年11月27日成功登陸火星，已知火星與地球繞太陽公轉的軌道半徑之比為3︰2，火星與地球的質量之比為1︰10，火星與地球的半徑之比為1︰2，則

A. 火星繞太陽的公轉周期小于1年

B. “洞察”號減速下降登陸火星的過程中處于失重狀態(tài)

C. 火星繞太陽公轉的向心加速度比地球小

D. 地球和太陽的連線與火星和太陽的連線在相等時間內掃過的面積相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在測量“電阻絲的電阻率”實驗中，某同學進行如下一些操作。

(1)如圖所示，用螺旋測微器測量該金屬絲的直徑，該金屬絲的直徑d=___________mm

(2)某同學根據圖連接實驗電路，如圖所示是該同學正準備接入最后一根導線(圖中虛線所示)時的實驗電路。請指出圖中在操作上存在的不妥之處___________。

(3)用伏安法測量電阻之前，要用多用電表粗測電阻的阻值，以便選取合適量程的電表在用多用電表測量電阻阻值時，下列說法中正確的是___________。

A.必須將電阻與電源斷開

B.多用電表測量不同電阻過程中，僅需進行一次歐姆調零

C.若發(fā)現指針偏轉角度較小，應該選擇較高的倍率檔

D.測量電阻時，若紅表筆插在負插孔，黑表筆插在正插孔，將影響測量結果

(4)實驗室提供如下器材：

待測電阻絲的電阻(約為30Ω)；

直流電源E(電動勢為3V，內阻忽略不計)；

電流表A(量程100mA，內阻r1=10Ω)；

電壓表V(量程3V，內阻r2約為20KΩ)；

滑動變阻器R2(最大阻值5Ω)：開關S，導線若干.

①請根據給出的儀器設計測電阻的實驗電路圖(要求測量結果盡可能精確)_______

②若某次測量中電流表A的讀數為I，電壓表V讀數為U，則電阻絲的電阻R=______(用題中所給的字母表示)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示圓形區(qū)域內，有垂直于紙面方向的勻強磁場．一束質量和電荷量都相同的帶電粒子，以不同的速率，沿著相同的方向，對準圓心O射入勻強磁場，又都從該磁場中射出．這些粒子在磁場中的運動時間有的較長，有的較短．若帶電粒子在磁場中只受磁場力的作用，則在磁場中運動的帶電粒子(　　)

A. 速率越大的運動時間越長 B. 運動時間越長的周期越大

C. 速率越小的速度方向偏轉的角度越小 D. 運動時間越長的半徑越小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】空間存在著平行于x軸方向的靜電場，A、M、O、N、B為x軸上的點，OA＜OB，OM=ON，AB間的電勢φ隨x的分布為如圖。一個帶電粒子在電場中僅在電場力作用下從M點由靜止開始沿x軸向右運動，則下列判斷中正確的是（ ）

A．粒子可能帶正電

B．粒子一定能通過N點

C．粒子從M向O運動過程所受電場力逐漸增大

D．AO間的電場強度小于OB間的電場強度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】自行車的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑都不一樣，它們的邊緣有三個點A、B、C，如圖所示。正常騎行時，下列說法正確的是（　　）

A. A點的角速度大于B點的角速度

B. A點的線速度與B點的線速度大小相等

C. C點的角速度小于B點的角速度

D. C點的線速度與B點的線速度大小相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在測定金屬電阻率的實驗中，某同學連接電路如圖所示．閉合電鍵后，發(fā)現電路有故障(已知電源、電表和導線均完好，電源電動勢為E)：

(1)若電流表示數為零、電壓表示數為E，則發(fā)生故障的是________(填“待測金屬絲”、“滑動變阻器”或“電鍵”)．

(2)若電流表、電壓表示數均為零，該同學利用多用電表檢查故障．先將選擇開關旋至____________擋(填“歐姆×100”、“直流電壓10 V”或“直流電流2.5 mA”)，再將________(填“紅”或“黑”)表筆固定在a接線柱，把另一支表筆依次接b、c、d接線柱．若只有滑動變阻器斷路，則多用電表的示數依次是________、________、________.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內有足夠長、不計電阻的兩組平行光滑金屬導軌，寬度均為L，上方連接一個阻值為R的定值電阻，虛線下方的區(qū)域內存在磁感應強度為B的勻強磁場。兩根完全相同的金屬桿1和2靠在導軌上，金屬桿長度與導軌寬度相等且與導軌接觸良好、電阻均為r、質量均為m；將金屬桿l固定在磁場的上邊緣，且仍在磁場內，金屬桿2從磁場邊界上方處由靜止釋放，進入磁場后恰好做勻速運動�，F將金屬桿2從離開磁場邊界處由靜止釋放，在金屬桿2進入磁場的同時，由靜止釋放金屬桿1，下列說法正確的是

A. 兩金屬桿向下運動時，流過電阻R的電流方向為

B. 回路中感應電動勢的最大值為

C. 磁場中金屬桿l與金屬桿2所受的安培力大小、方向均相同

D. 金屬桿l與2的速度之差為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（20分）如圖所示，水平地面上方豎直邊界MN左側存在垂直紙面向里的勻強磁場B和沿豎直方向的勻強電場E2（未畫出），磁感應強度B=1.0T，MN邊界右側離地面h= 3m處有長為L=0．91m的光滑水平絕緣平臺，平臺的左邊緣與MN重合，平臺右邊緣有一質量m=0.lkg、電量q=0.1C的帶正電小球，以初速度v0=0.6m/s向左運動。此時平臺上方存在的勻強電場，電場方向與水平方向成θ角，指向左下方，小球在平臺上運動的過程中，θ為45°至90°的某一確定值。小球離開平臺左側后恰好做勻速

圓周運動。小球可視為質點，g=10m/s2。求：

（1）電場強度E2的大小和方向；

（2）小球離開平臺左側后在磁場中運動的最短時間；

（3）小球離開平臺左側后，小球落地點的范圍。（計算結果都可以用根號表示）

查看答案和解析>>

同步練習冊答案