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      如圖甲所示，高h(yuǎn)、長L的光滑絕緣正方形臺面上加有一豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場．在臺面右側(cè)接著一個(gè)與內(nèi)側(cè)邊線對齊、每板寬為d（d＜
      L
      2
      ）的平行板電容器（電容器有光滑絕緣的底部），右板接電源的正極，左板接電源負(fù)極，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電量為+q的一群粒子（視為質(zhì)點(diǎn)）從靠近右板在底部由靜止釋放，通過左板的小孔進(jìn)入磁場，不計(jì)一切阻力，重力加速度取g．求：
      （1）若取電容器的電壓為U，求這些帶電粒子在磁場中運(yùn)動的半徑；
      （2）若要求這些粒子都從臺面右側(cè)射出，則電容器的電壓應(yīng)滿足什么條件？
      （3）在地面上建立如圖坐標(biāo)系，當(dāng)U=
      qB 2L 2
      32m
      時(shí)，在圖乙中畫出這些粒子落地時(shí)在這個(gè)坐標(biāo)系中
      的痕跡（要求寫出計(jì)算說明的過程并大致標(biāo)明痕跡的位置）．
      			
      


			
      

		
      
		
		
	
      
		
      
			
      
				
      
				
      分析：（1）由動能定理可求得帶電粒子離開電容器時(shí)的速度，再由洛侖力充當(dāng)向心力可求得粒子在磁場中的半徑；
      （2）由幾何關(guān)系可得出最大半徑，則可求出最大電壓，分析粒子的運(yùn)動可得出電壓的范圍；
      （3）由已知電壓可得出粒子在磁場中的半徑，分析粒子到這位置，再根據(jù)電場中的類平拋運(yùn)動規(guī)律可求得粒了偏轉(zhuǎn)的位移．
      解答：解：（1）在電容器中，根據(jù)動能定理可知qU=
      1
      2
      mv2 ①
      在磁場中，根據(jù)洛侖茲力充當(dāng)向心力可知：
      BqV=m
      v2
      R
        ②
      聯(lián)立解得粒子的運(yùn)動半徑為：R=
      2mU
      qB2
          ③

      （2）當(dāng)在電容器底部外側(cè)經(jīng)加速的粒子恰好能從臺面的外側(cè)相切射出時(shí)，粒子的半徑最大，如圖所示：
      即：Rm=
      L-d
      2

      解得：Um=
      (L-d)2qB2
      8m
      ；
      當(dāng)U＞0時(shí)，在電容器內(nèi)側(cè)粒子，那怕不能一次在磁場中從臺面右側(cè)射出，也可以再進(jìn)入電容器減速至底部右側(cè)，又再重新加速進(jìn)入磁場，多周后也能從臺面右側(cè)射出．
      故電容器的電壓滿足的條件為：0＜Um≤
      (L-d)2qB2
      8m
      ；
      （3）把U=
      qB2L2
      32m
      代入③得粒子運(yùn)動半徑為R=
      L
      4
      ；
      說明當(dāng)粒子從電容器遠(yuǎn)側(cè)射入磁場時(shí)，粒子從臺面右側(cè)中點(diǎn)射出，當(dāng)粒子從電容器近側(cè)射入磁場時(shí)，粒子從臺面距中點(diǎn)為d處射出．
      粒子從臺面右側(cè)射出后做平拋運(yùn)動，設(shè)它的落地時(shí)間為t．
      由h=
      1
      2
      gt2，得t=
      2h
      g

      粒子水平位移x=vt=
      qmL
      4m
      2h
      g

      可作出這些粒子落地時(shí)的軌跡如下圖所示的PQ曲線；

      答：（1）粒子的運(yùn)動半徑為：R=
      2mU
      qB2
      ；（2）電容器的電壓滿足的條件為：0＜Um≤
      (L-d)2qB2
      8m
      ；（3）如圖中PQ．
      點(diǎn)評：本題為帶電粒子磁場及電場中的運(yùn)動問題，要注意全面掌握粒子的運(yùn)動情況，明確幾何關(guān)系及運(yùn)動的合成與分解在解題中的應(yīng)用．
      				
      
							
      
			
      
			
      
			
			
      
		
      
	
      

		
      

		





			
      
		
      
		
				
      
				練習(xí)冊系列答案
		
      
		
				
			

					
      
				相關(guān)習(xí)題
			
      
						
		
      
			
      
				科目：高中物理
				來源：
				題型：閱讀理解
			
      

						
      選做題：請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評分．
      A．（選修模塊33）
      （1）下列說法正確的是
       
      ．
      A．當(dāng)兩個(gè)分子間的分子勢能增大時(shí)，分子間作用力一定減小
      B．大量分子的集體行為是不規(guī)則的，帶有偶然性
      C．晶體和非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化
      D．人類利用能源時(shí)，是將高品質(zhì)的能量釋放出來并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能
      （2）一定質(zhì)量的理想氣體，體積由V1壓縮至V2，第一次是經(jīng)過一個(gè)等溫過程，最終氣體壓強(qiáng)是p1、氣體內(nèi)能是E1；第二次是經(jīng)過一個(gè)等壓過程，最終氣體壓強(qiáng)是p2、氣體內(nèi)能是E2；則p1
       
      p2，E1
       
      E2．（填“＞”“=”或“＜”）
      （3）當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時(shí)，油酸就在水面上散開，油酸分子就立在水面上，形成單分子層油膜，現(xiàn)有按酒精與油酸的體積比為m：n 配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個(gè)裝有約2cm深水的淺盤，一支滴管，一個(gè)量筒．現(xiàn)用滴管從量筒中取V體積的溶液，讓其自由滴出，全部滴完共為N滴．
      ①用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤，待油酸薄膜穩(wěn)定后，將薄膜輪廓描繪在坐標(biāo)紙上，如圖甲所示．（已知坐標(biāo)紙上每個(gè)小方格面積為S，求油膜面積時(shí)，半個(gè)以上方格面積記為S，不足半個(gè)舍去）則油膜面積為
       
      ．
      ②求出估算油酸分子直徑的表達(dá)式．
      B．（選修模塊34）
      （1）下列說法正確的是
       
      ．
      A．測定某恒星特定元素發(fā)出光的頻率，對比地球上該元素的發(fā)光頻率，可以推算該恒星遠(yuǎn)離地球的速度
      B．無線電波沒有偏振現(xiàn)象
      C．紅外線比無線電波更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象
      D．在一個(gè)確定的參考系中觀測，運(yùn)動物體上物理過程的時(shí)間進(jìn)程跟物體運(yùn)動速度有關(guān)
      （2）在“研究單擺周期與擺長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，擺的振幅不要太大，擺線要細(xì)些、伸縮性要小，線的長度要盡量
       
      （填“長些”或“短些”）．懸點(diǎn)要固定，擺長是懸點(diǎn)到
       
      的距離．
      （3）如圖乙，為一圓柱中空玻璃管，管內(nèi)徑為R1，外徑為R2，R2=2R1．一束光線在圓柱橫截面內(nèi)射向玻璃管，為保證在內(nèi)壁處光不會進(jìn)入中空部分，問入射角i應(yīng)滿足什么條件？
      C．（選修模塊35）
      （1）存在下列事實(shí)：①一對高能的γ光子相遇時(shí)可能產(chǎn)生一對正負(fù)電子；②一個(gè)孤立的γ光子不論其頻率多高都不可能產(chǎn)生一對正負(fù)電子；③一個(gè)高能的γ光子經(jīng)過重核附近時(shí)可能產(chǎn)生一對正負(fù)電子；④原子核發(fā)生變化時(shí)，只發(fā)射一些特定頻率的γ光子．關(guān)于上述事實(shí)下列說法正確的是（電子質(zhì)量me，光在真空中速度為c，普朗克常量為h）
       
      ．
      A．事實(shí)①表明，微觀世界中的相互作用，只要符合能量守恒的事件就一定能發(fā)生
      B．事實(shí)②說明，動量守恒定律和能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律
      C．事實(shí)③中，由于外界重核的參與，系統(tǒng)動量不守恒，而γ光子的頻率需滿足ν≥
      mec2
      h

      D．事實(shí)④中表明，原子核的能級也是不連續(xù)的
      （2）
       
      232
      90
      Th      本身不是易裂變材料，但是一種增殖材料，它能夠吸收慢中子變成
       
      233
      90
      Th      ，然后經(jīng)過
       
      次
       
      衰變轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎儾牧镶櫟耐凰?span id="99mr9zh"    class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
       
      233
      92
      U．
      （3）如圖丙為通過某光電管的光電流與兩極間電壓的關(guān)系，當(dāng)用光子能量為4.5eV的藍(lán)光照射光電管的陰極K時(shí)，對應(yīng)圖線與橫軸的交點(diǎn)U1=-2.37V．（普朗克常量h=6.63×10-34 J?s，電子電量e=1.6×10-19 C）（以下計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 
      ①求陰極K發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率．
      ②當(dāng)用光子能量為7.0eV的紫外線持續(xù)照射光電管的陰極K時(shí)，測得飽和電流為0.32μA，求陰極K單位時(shí)間發(fā)射的光電子數(shù)．精英家教網(wǎng)
      

			
      

			
      
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				科目：高中物理
				來源：全國各地重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考、高考物理模擬試卷壓軸題精選一百道
				題型：038
			
      

						
      

      如圖甲所示，兩個(gè)足夠長且電阻不計(jì)的光滑金屬軌道，間距L＝1 m，在左端斜軌道部分高h(yuǎn)＝1.25 m處放置一金屬桿a，斜軌道與平直軌道區(qū)域以光滑圓弧連接，在平直軌道右端放置另一金屬桿b，桿a、b的電阻分別為Ra＝2 Ω、Rb＝4 Ω．在平面軌道區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2 T，現(xiàn)桿b以初速度v0＝5 m/s開始向左滑動，同時(shí)由靜止釋放桿a．從a下滑到水平軌道時(shí)開始計(jì)時(shí)，a、b桿運(yùn)動的速度－時(shí)間圖象如圖乙所示．其中ma＝2 kg，mb＝1 kg，g＝10 m/s2，以a的運(yùn)動方向?yàn)檎螅?/P> 

       

      (1)當(dāng)桿a在水平軌道上的速度為3 m/s時(shí)，桿b的加速度為多少？
       

      (2)在整個(gè)運(yùn)動過程中桿b上產(chǎn)生的焦耳熱．
       

      (3)桿a在斜軌道上運(yùn)動的時(shí)間內(nèi)桿b向左移動的距離． 

      

      

			
      

			
      
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
      

						
      如圖甲所示，高h、長Ｌ的光滑絕緣正方形臺面上加有一豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場．在臺面右側(cè)接著一個(gè)與內(nèi)側(cè)邊線對齊、每板寬為d（d＜）的平行板電容器（電容器有光滑絕緣的底部），右板接電源的正極，左板接電源負(fù)極，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電量為+q的一群粒子（視為質(zhì)點(diǎn)）從靠近右板在底部由靜止釋放，通過左板的小孔進(jìn)入磁場，不計(jì)一切阻力，重力加速度取g．求：
          
      (1)若取電容器的電壓為U，求這些帶電粒子在磁場中運(yùn)動的半徑；
          
      (2)若要求這些粒子都從臺面右側(cè)射出，則電容器的電壓應(yīng)滿足什么條件？
          
      (3)在地面上建立如圖坐標(biāo)系，當(dāng)時(shí)，在圖乙中畫出這些粒子落地時(shí)在這個(gè)坐標(biāo)系中
          
      的痕跡（要求寫出計(jì)算說明的過程并大致標(biāo)明痕跡的位置）。
          
          
         
             
         
                 
        
           
                                                      
          
      

			
      

			
      
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
      

						
      如圖甲所示，高h、長Ｌ的光滑絕緣正方形臺面上加有一豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場．在臺面右側(cè)接著一個(gè)與內(nèi)側(cè)邊線對齊、每板寬為d（d＜）的平行板電容器（電容器有光滑絕緣的底部），右板接電源的正極，左板接電源負(fù)極，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電量為+q的一群粒子（視為質(zhì)點(diǎn)）從靠近右板在底部由靜止釋放，通過左板的小孔進(jìn)入磁場，不計(jì)一切阻力，重力加速度取g．求：
          
      (1)若取電容器的電壓為U，求這些帶電粒子在磁場中運(yùn)動的半徑；
          
      (2)若要求這些粒子都從臺面右側(cè)射出，則電容器的電壓應(yīng)滿足什么條件？
          
      (3)在地面上建立如圖坐標(biāo)系，當(dāng)時(shí)，在圖乙中畫出這些粒子落地時(shí)在這個(gè)坐標(biāo)系中
          
      的痕跡（要求寫出計(jì)算說明的過程并大致標(biāo)明痕跡的位置）。
              
          
         
             
         
                 
        
           
                                                      
          
      

			
      

			
      
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