(20 分) 如圖甲所示，偏轉(zhuǎn)電場的兩個(gè)平行極板水平放置，板長L=0.08m，板間距足夠大，兩板的右側(cè)有水平寬度l=0.06m、豎直寬度足夠大的有界勻強(qiáng)磁場。一個(gè)比荷為的帶負(fù)電粒子以速度v0=8×105m/s從兩板中間沿與板平行的方向射入偏轉(zhuǎn)電場，若從該粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)開始計(jì)時(shí)，板間場強(qiáng)恰好按圖乙所示的規(guī)律變化，粒子離開偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場并最終垂直磁場右邊界射出。不計(jì)粒子重力，

求：(1)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的速率v；

(2)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R和磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；

(3)粒子從進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場到離開磁場所用的時(shí)間。

 

【答案】

（1）? （2）? ? （3）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)題意，電子在偏轉(zhuǎn)電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：

????????????? ……? (2分)?????????????

對比乙圖可知，電子在極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是偏轉(zhuǎn)電場的一個(gè)周期。?????????????

在第一個(gè)時(shí)間內(nèi)，電子在垂直于極板方向上做初速為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有：

????????????? ????????????? ……? (1分)????????????? ?????????????

????????????? ????????????? ……? (1分)?????????????

在第二個(gè)時(shí)間內(nèi)，電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，帶電粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度為：

????????????? ????????????? ……? (2分)?????????????

聯(lián)解①③④⑤得：……? (1分)

（2）作出電子在磁場中的軌跡如圖所示；

設(shè)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由幾何關(guān)系有：

????????????? ????????????? ????????????? ……? (2分)

粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律有：

????????????? ????????????? ????????????? ……? (1分)

聯(lián)解⑦⑧得：

????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ……? (1分)

????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ……? (1分)

（3）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的圓心角

……? (2分)

??????? ……? (1分)

粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間……? (2分)

s……? (1分)

粒子運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為? ……? (2分)

考點(diǎn)：帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場和勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：

（1）用游標(biāo)為20分度的卡尺測量其長度如圖甲，由圖可知其長度為
50.15
50.15
mm； 用螺旋測微器測量其直徑如圖乙，由圖可知其直徑為
4.700
4.700
mm；用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖丙，則該電阻的阻值約為
220
220
Ω．
（2）該同學(xué)想用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：
待測圓柱體電阻R
A．金屬絲L，長度為L0，直徑為D
B．電流表A1，量程1mA，內(nèi)阻r1=375Ω
C．電流表A2，量程500 μA，內(nèi)阻r2=750Ω
D．電壓表V，量程10V，內(nèi)阻10kΩ
E．電阻R1，阻值為100Ω，起保護(hù)作用
F．滑動(dòng)變阻器R2，總阻值約20Ω
G．電池E，電動(dòng)勢1.5V，內(nèi)阻很小
H．開關(guān)S、導(dǎo)線若干
為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請?jiān)谔摼�框（圖�。┲挟嫵鰷y量的電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號．
（3）若該同學(xué)用伏安法跟用多用電表測量得到的R測量值幾乎相等，由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ=
7.6×10-2
7.6×10-2
Ω?m．（保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）如圖1用螺旋測微器測定某一金屬絲直徑，測得的直徑為
 
mm；用20等分刻度的游標(biāo)卡尺測一工件的長度，測得的長度為
 
cm．
（2）像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置．當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)利用圖乙所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“驗(yàn)證物體產(chǎn)生的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中NQ是水平桌面，PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2、是固定在木板上的兩個(gè)光電門（與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片的擋光時(shí)間．
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①用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度d=0.50cm（L≥d），光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1=2.50×10-2s、t2=1.25×10-2s．則滑塊通過光電門1的速度為
 
m/s
②用米尺測量光電門間距為L，則小車的加速度表達(dá)式a=
 
（各量均用①②里的字母表示）．
③該實(shí)驗(yàn)為了把砂和砂桶m拉車的力當(dāng)作小車的合力必須平衡摩擦力，方法是
 
．
④該實(shí)驗(yàn)中，讓小車質(zhì)量M不變時(shí)，探究a與F 關(guān)系，使用的探究方法是
 
．有位同學(xué)通過測量，作出a-F圖線，如圖丙中的實(shí)線所示．試分析：
圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是
 
；圖線上部彎曲的原因是
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：
（1）用游標(biāo)為20分度的卡尺測量其長度如圖甲，由圖可知其長度為
 
mm；用螺旋測微器測量其直徑如圖乙，由圖可知其直徑為
 
mm；用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖丙，則該電阻的阻值約為
 
Ω．
（2）該同學(xué)想用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：
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A．待測圓柱體電阻R
B．電流表A1，（量程0～4mA，內(nèi)阻約為50Ω）
C．電流表A2，（量程0～10mA，內(nèi)阻約為30Ω）
D．電壓表V1，（量程0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ）
E．電壓表V2，（量程0～15V，內(nèi)阻約為25kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）
G．滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）
H．直流電源E（電動(dòng)勢4V，內(nèi)阻不計(jì)）
I．開關(guān)S、導(dǎo)線若干
為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求便于調(diào)節(jié)且測得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，試在給出的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖上標(biāo)出所選用的電流表、電壓表及滑動(dòng)變阻器的符號．
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科目：高中物理 來源： 題型：

(分)在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n=1500匝，橫截面積S=20 cm2。螺線管導(dǎo)線電阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω, R2=5.0Ω, C=30μF 。在一段時(shí)間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化。求：

   (1)螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢；

   (2)閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R1的電功率；

   (3)S斷開后，流經(jīng)R2的電量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

(1)(2分)在用伏安法測量一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)中提供了如下器材：

①待測電阻Rx(約100 Ω)；

②直流毫安表(量程0～20 mA，內(nèi)阻約50 Ω)；

③直流電壓表(量程0～3 V，內(nèi)阻約5 kΩ)；

④直流電源(輸出電壓3 V，內(nèi)阻可不計(jì))；

⑤滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～15 Ω，允許最大電流1 A)；

⑥電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干條.

實(shí)驗(yàn)要求最大限度的減小誤差，則毫安表的連接應(yīng)選擇__________(填“內(nèi)接” 或“外接”)的連接方式；滑動(dòng)變阻器的連接應(yīng)選擇__________(填“限流” 或“分壓”)的連接方式�！�

(2)(6分)用如圖甲所示的電路測量一節(jié)蓄電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻。蓄電池的電動(dòng)勢約為2V，內(nèi)電阻很小。除蓄電池、開關(guān)、導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：

A.電壓表 (量程3V)      B.定值電阻R0(阻值4Ω，額定功率4W)

C.電流表 (量程3A)      D.電流表 (量程0.6A)

E.滑動(dòng)變阻器R(阻值范圍0—20Ω，額定電流1A)

①電流表應(yīng)選____________；(填器材前的字母代號)。

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出U—I圖像(如圖乙所示)，則蓄電池的電動(dòng)勢E ＝_________V，內(nèi)阻r =________Ω；（均保留三位有效數(shù)字）

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