【題目】在圖所示的平行板器件中,電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度相互垂直。具有某一水平速度的帶電粒子,將沿著圖中所示的虛線穿過(guò)兩板間的空間而不發(fā)生偏轉(zhuǎn),具有其他速度的帶電粒子將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這種器件能把具有某一特定速度的帶電粒子選擇出來(lái),叫作速度選擇器。已知粒子A(重力不計(jì))的質(zhì)量為m,帶電量為+q;兩極板間距為d;電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。求:

(1)帶電粒子A從圖中左端應(yīng)以多大速度才能沿著圖示虛線通過(guò)速度選擇器?

(2)若帶電粒子A的反粒子(-q, m)從圖中左端以速度E/B水平入射,還能沿直線從右端穿出嗎?為什么?

(3)若帶電粒子A從圖中右端兩極板中央以速度E/B水平入射,判斷粒子A是否能沿虛線從左端穿出,并說(shuō)明理由。若不能穿出而打在極板上.請(qǐng)求出粒子A到達(dá)極板時(shí)的動(dòng)能?

【答案】(1) E/B (2) 仍能直線從右端穿出,由(1)可知,選擇器(B, E)給定時(shí),與粒子的電性、電量無(wú)關(guān).只與速度有關(guān) (3) 不可能,

【解析】試題分析:,電場(chǎng)的方向與B的方向垂直,帶電粒子進(jìn)入復(fù)合場(chǎng),受電場(chǎng)力和安培力,且二力是平衡力,即Eq=qvB,即可解得速度。仍能直線從右端穿出,由(1)可知,選擇器(B, E)給定時(shí),與粒子的電性、電量無(wú)關(guān).只與速度有關(guān)。

(1) 帶電粒子在電磁場(chǎng)中受到電場(chǎng)力和洛倫茲力(不計(jì)重力),當(dāng)沿虛線作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),兩個(gè)力平衡,即Eq=Bqv

解得:

(2)仍能直線從右端穿出,由(1)可知,選擇器(B, E)給定時(shí),與粒子的電性、電量無(wú)關(guān).只與速度有關(guān)。

(3)設(shè)粒子A在選擇器的右端入射是速度大小為v,電場(chǎng)力與洛倫茲力同方向,因此不可能直線從左端穿出,一定偏向極板。設(shè)粒子打在極板上是的速度大小為v′。

由動(dòng)能定理得

因?yàn)?/span> E=Bv

聯(lián)立可得粒子A到達(dá)極板時(shí)的動(dòng)能為:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系,A、B同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其巾小車(chē)的質(zhì)量為M,砂和砂桶的質(zhì)量為m,與小車(chē)相連的滑輪的質(zhì)量為m0。力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大小,重力加速度為g。實(shí)驗(yàn)時(shí)先平衡摩擦力。

(1)A同學(xué)在實(shí)驗(yàn)巾得到如圖乙所示的一條紙帶(相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50 Hz的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度大小為________m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(2)A同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為縱坐標(biāo),加速度a為橫坐標(biāo),畫(huà)出的F-a圖象如圖丙所示,求得圖線的斜率為k,則小車(chē)的質(zhì)量M=___________(用所給物理量的符號(hào)表示).

(3)B同學(xué)也以力傳感器的示數(shù)F為縱坐標(biāo),加速度a為橫坐標(biāo),畫(huà)出的F-a圖象如圖丁所示,圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因可能是________________。(答一條即可)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,虛線a、b、c代表電場(chǎng)中的三條電場(chǎng)線,實(shí)線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn),由此可知 (  )

A. 帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大

B. 帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的速度大小大于在Q點(diǎn)時(shí)的速度大小

C. 帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的加速度大小小于在Q點(diǎn)時(shí)的加速度大小

D. 帶電粒子在R點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和比在Q點(diǎn)時(shí)的小,比在P點(diǎn)時(shí)的大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(多選)從地面豎直上拋物體A,同時(shí),在某高度處有一物體B自由落下,兩物體在空中相遇時(shí)的速率都是v,則( )

A. 物體A的上拋初速率是兩物體相遇時(shí)速率的2

B. 相遇時(shí)物體A已上升的高度和物體B已下落的高度相同

C. 物體A和物體B落地時(shí)間相等

D. 物體A和物體B落地速度相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】隨著汽車(chē)的晉級(jí),極速飛車(chē)運(yùn)動(dòng)逐漸為人們所喜愛(ài)。隨著科技的發(fā)展,新型發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷研制,汽車(chē)所能達(dá)到的最大速度得到了不斷的提高但人體所能承受的最大加速度卻有一定的限度,超過(guò)這個(gè)限度,短時(shí)間內(nèi)人體就會(huì)產(chǎn)生不良的生理反應(yīng)。現(xiàn)有一個(gè)飛車(chē)愛(ài)好者由靜止開(kāi)始驅(qū)車(chē)跑4.8 km的路程并最終停下來(lái),所需最短時(shí)間為68 s,汽車(chē)的最大時(shí)速為360 km/h。人體所能承受的最大加速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】我國(guó)在軌運(yùn)行的氣象衛(wèi)星有兩類(lèi),一類(lèi)是極地軌道衛(wèi)星風(fēng)云1號(hào),繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為12h,另一類(lèi)是地球同步軌道衛(wèi)星風(fēng)云2號(hào).下列說(shuō)法正確的是

A. 風(fēng)云1號(hào)的線速度小于風(fēng)云2號(hào)的線速度

B. 風(fēng)云1號(hào)的向心加速度大于風(fēng)云2號(hào)的向心加速度

C. 風(fēng)云1號(hào)的發(fā)射速度大于風(fēng)云2號(hào)的發(fā)射速度

D. 風(fēng)云2號(hào)可在北京上空運(yùn)行,故可用于我國(guó)的電視廣播

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,斜面與水平面夾角θ,在斜面上空A點(diǎn)水平拋出兩個(gè)小球a、b,初速度分別為va、vb,a球恰好垂直打到斜面上M點(diǎn),而b球落在斜面上的N點(diǎn),而AN恰好垂直于斜面,則

A. a、b兩球水平位移之比為∶2

B. a、b兩球水平位移之比為va∶2vb

C. a、b兩球下落的高度之比為∶4

D. a、b兩球下落的高度之比為∶2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】電動(dòng)機(jī)通過(guò)一輕繩吊起一質(zhì)量為8kg的物體,繩的拉力不能超過(guò)120N,電動(dòng)機(jī)的功率不超過(guò)1200W,要將此物體由靜止起用最快的方式吊高90m(已知此物體在被吊高接近90m時(shí)已開(kāi)始以最大速度勻速上升)。

(1)吊車(chē)達(dá)到最大功率時(shí),重物上升的速度為多少?

(2)重物上升90m所需時(shí)間?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一輛汽車(chē)沿著一條平直的公路行駛,公路旁邊有與公路平行的一行電線桿,相鄰電線桿間的間隔為50m,取汽車(chē)駛過(guò)某一根電線桿的時(shí)刻為零時(shí)刻,此電線桿作為第1根電線桿,此時(shí)刻汽車(chē)行駛的速度大小v1=5m/s,假設(shè)汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)為勻加速直線運(yùn)動(dòng),10s末汽車(chē)恰好經(jīng)過(guò)第3根電線桿,則下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1m/s2

B. 汽車(chē)?yán)^續(xù)行駛,經(jīng)過(guò)第7根電線桿時(shí)的瞬時(shí)速度大小為25m/s

C. 汽車(chē)在第3根至第7根電線桿間運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間為20s

D. 汽車(chē)從第3根至第7根電線桿間的平均速度為20m/s

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