如圖甲所示，一對平行放置的金屬板M、N的中心各有一小孔P、Q，PQ連線垂直金屬板；N板右側(cè)的圓A內(nèi)分布有方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，圓半徑為r，且圓心O在PQ的延長線上．現(xiàn)使置于P處的粒子源連續(xù)不斷地沿PQ方向放出質(zhì)量為m、電量為＋q的帶電粒子(帶電粒子的重力和初速度忽略不計(jì)，粒子間的相互作用力忽略不計(jì))，從某一時(shí)刻開始，在板M、N間加上如圖乙所示的交變電壓，周期為T，電壓大小為U．如果只有在每一個(gè)周期的0―T/4時(shí)間內(nèi)放出的帶電粒子才能從小孔Q中射出，求：

(1)通過計(jì)算判斷在每一個(gè)周期內(nèi)的哪段時(shí)間放出的帶電粒子到達(dá)Q孔的速度最大．最大速度為多大？

(2)通過計(jì)算確定該圓形磁場有帶電粒子射出的區(qū)域，并在圖中標(biāo)出有帶電粒子射出的區(qū)域．

答案：
解析：

　　解：(1)根據(jù)題意，在每一個(gè)周期內(nèi)的t＝T/4時(shí)刻在P處放出的粒子，恰好在t＝3T/4時(shí)刻到達(dá)Q處，且此時(shí)速度為0．

　　設(shè)MN間距離為d．在每一個(gè)周期內(nèi)的t＝T/4時(shí)刻至t＝3T/4時(shí)刻，則：

　　

　　設(shè)在每一個(gè)周期內(nèi)的0至t時(shí)刻放出的帶電粒子到達(dá)Q孔的速度最大．則每一個(gè)周期內(nèi)的t時(shí)刻放出的帶電粒子到達(dá)Q孔時(shí)為T/2時(shí)刻．則

　　　(2)

　　由(1)(2)兩式得：

　　在每一個(gè)周期內(nèi)的0至內(nèi)放出的帶電粒子到達(dá)Q孔的速度最大．設(shè)最大速度為v，則據(jù)動能定理得，

　　求得．

　　(2)因?yàn)?IMG style="vertical-align:middle" SRC="http://thumb.zyjl.cn/pic7/pages/61A2/0368/0020/c932dd996f96b29c923638ed25b7332e/C/Image70.gif" width=80 HEIGHT=44>，解得帶電粒子在磁場中的最小偏轉(zhuǎn)角．所以圖中斜線部分有帶電粒子射出．


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，一對平行放置的金屬板M、N的中心各有一小孔P、Q，PQ連線垂直于金屬板；N板右側(cè)的圓A內(nèi)分布有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，圓半徑為r，且圓心O在PQ的延長線上．現(xiàn)使置于P處的粒子源連續(xù)不斷地沿PQ方向放出質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子（帶電粒子的重力和初速度忽略不計(jì)，粒子間的相互作用力忽略不計(jì)），從某一時(shí)刻開始，在板M、N間加上如圖乙所示的交變電壓，周期為T，電壓大小為U．如果只有在每個(gè)周期的0～
T4
時(shí)間內(nèi)放出的帶電粒子才能從小孔Q中射出，求：
（1）帶電粒子到達(dá)Q孔可能的速度范圍
（2）帶電粒子通過該圓形磁場的最小偏轉(zhuǎn)角θ．
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科目：高中物理 來源： 題型：

（2006?嘉定區(qū)一模）A、如圖甲所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L=0.20m，電阻R=1.0Ω；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道面向下．現(xiàn)在一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動，測得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示．求：

（1）外力在0時(shí)刻的值F0=？外力在30秒時(shí)的值F=？
（2）桿的質(zhì)量m=？加速度a=？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，一對平行放置的金屬板M、N的中心各有一小孔P、Q，PQ的連線垂直于金屬板，兩板間距為d。

圖甲

(1)如果在板M、N間加上垂直于紙面方向的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖乙所示。t=0時(shí)刻，質(zhì)量為m、電量為-q的粒子沿PQ方向以速度v\-0射入磁場，正好垂直于N板從Q孔射出磁場。已知粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的時(shí)間恰為一個(gè)周期，且與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期相同，求v0的大小。

圖乙

(2)如果在板M、N間加上沿PQ方向的電場，場強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖丙所示。在P孔處放一粒子源，粒子源連續(xù)不斷地放出質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子(粒子初速度和粒子間相互作用力不計(jì))，已知只有在每個(gè)周期的前14個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)放出的帶電粒子才能從小孔Q處射出，求這些帶電粒子到達(dá)Q孔處的速度范圍。

圖丙

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖(甲)所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L=1 m，兩軌道之間用R=2Ω電阻連接，一質(zhì)量為m=0.5 kg的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直，靜止地放在軌道上，桿及軌道的電阻均忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上．現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運(yùn)動的位移s間關(guān)系如圖10(乙)所示，當(dāng)拉力達(dá)到最大時(shí)，導(dǎo)體桿開始做勻速運(yùn)動，經(jīng)過位移s=2.5 m時(shí)，撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了s′=2 m停下．求：

(1)導(dǎo)體桿運(yùn)動過程中的最大速度；

(2)拉力F作用過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；

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科目：高中物理 來源：2014屆河南省高二上學(xué)期期末考試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距=0.2m，電阻R=1.0Ω；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻均可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道面向下�，F(xiàn)用一外力F沿軌道方向向右拉桿，使之做勻加速運(yùn)動，測得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，求桿的質(zhì)量m和加速度a.

 

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