【題目】如圖甲，兩個半徑足夠大的D形金屬盒D1、D2正對放置，O1、O2分別為兩盒的圓心，盒內(nèi)區(qū)域存在與盒面垂直的勻強磁場。加在兩盒之間的電壓變化規(guī)律如圖乙，正反向電壓的大小均為Uo，周期為To，兩盒之間的電場可視為勻強電場。在t=0時刻，將一個質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子由O2處靜止釋放，粒子在電場力的作用下向右運動，在時刻通過O1.粒子穿過兩D形盒邊界M、N時運動不受影響，不考慮由于電場變化而產(chǎn)生的磁場的影響，不計粒子重力。

(1)求兩D形盒邊界M、N之間的距離；

(2)若D1盒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度，且粒子在D1、D2盒內(nèi)各運動一次后能到達 O1，求D2盒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度；

(3)若D2、D2盒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度相同，且粒子在D1、D2盒內(nèi)各運動一次后在t= 2To時刻到達Ol，求磁場的磁感應(yīng)強度。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)設(shè)兩盒之間的距離為d，盒間電場強度為E，粒子在電場中的加速度為a，則有

U0=Ed

qE=ma

聯(lián)立解得

(2)設(shè)粒子到達O1的速度為v1，在D1盒內(nèi)運動的半徑為R1，周期為T1，時間為t1，則有

可得

t1=T0

故粒子在時刻回到電場；

設(shè)粒子經(jīng)電場再次加速后以速度v2進入D2盒，由動能定理

設(shè)粒子在D2盒內(nèi)的運動半徑為R2，則

粒子在D1D2盒內(nèi)各運動一次后能到達O2應(yīng)有

R2=R1

聯(lián)立各式可得

(3)依題意可知粒子在D1D2盒內(nèi)運動的半徑相等；又

故粒子進入D2盒內(nèi)的速度也為v1；可判斷出粒子第二次從O2運動到O1的時間也為 粒子的運動軌跡如圖；

粒子從P到Q先加速后減速，且加速過程的時間和位移均相等，設(shè)加速過程的時間為t2，則有

則粒子每次在磁場中運動的時間

又

聯(lián)立各式解得

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,MN和PQ是電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌,其間距為L,導(dǎo)軌彎曲部分光滑,平直部分粗糙,右端接一個阻值為R的定值電阻,平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場.質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高為h處靜止釋放,到達磁場右邊界處恰好停止.已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ,金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好,則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中(重力加速度為g)(　　)

A. 流過金屬棒的最大電流為

B. 通過金屬棒的電荷量為

C. 克服安培力所做的功為mgh

D. 金屬棒產(chǎn)生的電熱為mg(h-μd)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在操場的P、Q兩個位置放兩個揚聲器，P、Q之間的距離d=10m，其中A在PQ的中垂線上，B在PQ的連線上，且PB=3. 3m。P、Q兩個揚聲器發(fā)聲時振動的位移時間圖像均如圖乙所示，已知聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，則揚聲器發(fā)出聲波的波長為______m。 一個同學(xué)站在位置A時聽到的聲音比站在B點時聽到的聲音______（填“大”、“小”或“相同”），如果該同學(xué)從P點走到Q點，他可以______次聽到聲音明顯變大。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲為在氣墊導(dǎo)軌上研究勻變速直線運動的示意圖，滑塊上裝有寬度為d（很�。┑恼诠鈼l，滑塊在鉤碼作用下先后通過兩個光電門，用光電計時器記錄遮光條通過光電門1的時間△t以及遮光條從光電門1運動到光電門2的時間t，用刻度尺測出兩個光電門之間的距離x。

(1)用游標卡尺測量遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙，則d＝________cm；

(2)實驗時，滑塊從光電門1的右側(cè)某處由靜止釋放，測得滑塊經(jīng)過第一個光電門時遮光條遮光時間為△t＝25ms，則遮光條經(jīng)過光電門1時的速度v＝________m/s；（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

(3)保持其它實驗條件不變，只調(diào)節(jié)光電門2的位置，滑塊每次都從同一位置由靜止釋放，記錄幾組x（單位為m）及其對應(yīng)的t（單位為s），作出圖像如圖丙，圖像不過原點的原因是________，滑塊加速度的大小a＝_________。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，質(zhì)量為M、長度為L的長木板靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小鐵塊以水平初 速度v0從木板左端向右滑動，恰好不會從木板右端滑出。下列情況中，鐵塊仍不會從木板右端滑出的是（　�。�

A.僅增大mB.僅增大M

C.僅將m和L增大為原來的兩倍D.僅將M和L增大為原來的兩倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ，某小組使用DIS位移傳感器設(shè)計了如圖甲所示實驗裝置，讓木塊從傾斜木板上一點A由靜止釋放，位移傳感器可以測出木塊到傳感器的距離.位移傳感器連接計算機，描繪出滑塊相對傳感器的距離x隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示.

(1)根據(jù)上述圖線，計算0.4 s時木塊的速度大小v＝______ m/s，木塊加速度a＝______ m/s2(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字).

(2)在計算出加速度a后，為了測定動摩擦因數(shù)μ，還需要測量斜面的傾角θ(已知當?shù)氐闹亓铀俣?/span>g)，那么得出μ的表達式是μ＝____________.（用a，θ，g表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于熱現(xiàn)象，下列說法正確的是___________。

A.氣體吸熱后溫度一定升高

B.對氣體做功可以改變其內(nèi)能

C.理想氣體等壓壓縮過程一定放熱

D.理想氣體絕熱膨脹過程內(nèi)能一定減少

E.在自發(fā)過程中，分子一定從高溫區(qū)域擴散到低溫區(qū)域

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組利用下圖所示的裝置探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.

（1）實驗中下列做法正確的是__________

A. 平衡摩擦力后，實驗就不需要滿足小車及車中砝碼總質(zhì)量遠大于砝碼盤及盤中砝碼總質(zhì)量的條件

B. 每次改變小車中砝碼的質(zhì)量后，都需要重新平衡摩擦力

C. 選取點跡清晰的紙帶，必須以打的第一個點為計數(shù)起始點進行測量

D. 實驗中應(yīng)先接通打點計時器的電源，然后再釋放小車

（2）實驗中由于實際繩對小車的拉力__________（選填“大于”、“等于”、“小于”）重物所受的重力，會給實驗帶來系統(tǒng)誤差。為減小此誤差，實驗中要對小車質(zhì)量M和重物質(zhì)量m進行選取，以下四組數(shù)據(jù)中最合理的一組是__________. （填寫相應(yīng)序號）

①M=200g，m=40g、60g、80g、100g、120g

②M=200g，m=30g、35g、40g、45g、50g

③M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g

④M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g

（3）如圖所示是某一次打點計時器打出的一條記錄小車運動的紙帶。取計數(shù)點1、2、3、4、5。已知打點計時器的打點周期為0. 02s，用刻度尺測量出各相鄰計數(shù)點間的距離分別為3. 05cm、3. 92cm、4. 77cm、5. 62cm，則小車運動的加速度大小a=__________m/s2. （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（4）如圖所示為此同學(xué)在探究加速度a與力F的關(guān)系時，根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖象，說明實驗存在的問題是____________________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A和B是兩個等量異種點電荷，電荷量的絕對值為q，兩點電荷的連線水平且間距為L，OP是兩點電荷連線的中垂線，O點是垂足，P點到兩點電荷的距離也為L。整個系統(tǒng)處于水平向右的勻強電場中，一重力不計的電子恰好能靜止在P點，下列說法正確的是（　�。�

A.點電荷A一定帶正電

B.勻強電場的電場強度大小為

C.O點的電場強度大小為

D.O點和P點電勢相同

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