如圖甲所示，平行正對金屬板中心線O處有一粒子源，能連續(xù)不斷發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q、速度為的帶正電的粒子，所有粒子均沿兩板中心線射入板間，在緊靠板的上方等腰三角形PQR內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，三角形的對稱軸與兩板中心線重合，且∠RPQ=30°．兩板間不加電壓時(shí)粒子進(jìn)入磁場時(shí)軌跡恰好與PR邊相切，如圖中所示．當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的周期性變化的電壓時(shí)，t=0時(shí)刻進(jìn)入板間的粒子恰好能從板邊緣進(jìn)入磁場．已知板長為L，板間距離為2d，PQ長度為6d，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用．求：。

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

(2)兩板間電壓；

(3)粒子在磁場中運(yùn)動的最長和最短時(shí)間．


⑴ 由幾何知識知粒子軌道半徑   r=d                               （2分）

洛倫茲力提供向心力                                                            （1分）

得                                                                                       （1分）

⑵t=0時(shí)刻進(jìn)入板間的粒子先向a板加速時(shí)間=，然后再向a板減速時(shí)間= 恰好從板邊緣以速度v0垂直PQ邊進(jìn)入磁場．                                              （1分）

在板間運(yùn)動的加速度                                                                   （2分）

由對稱性可知                                                             （1分）

解得電壓                                                                             （1分）

⑶所有粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小均為v0，方向均垂直PQ邊．  （2分）

從中心線右側(cè)進(jìn)入磁場的粒子運(yùn)動時(shí)間最長   

粒子在磁場中運(yùn)動的周期  

所以最長時(shí)間   （2分）

從左側(cè)極板邊緣進(jìn)入磁場的粒子在磁場中運(yùn)動軌跡如圖

且時(shí)間最短，由幾何知識知軌跡圓弧對應(yīng)的圓心角為60°

所以最短時(shí)間   （2分）

 



練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


2013年12月14日 晚上9點(diǎn)14分左右嫦娥三號月球探測器平穩(wěn)降落在月球虹灣，并在4分鐘后展開太陽能電池帆板。這是中國航天器第一次在地外天體成功軟著陸，中國成為繼美國、前蘇聯(lián)之后第三個(gè)實(shí)現(xiàn)月面軟著陸的國家。太陽能電池在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時(shí)，可以視為一個(gè)電學(xué)器件。某實(shí)驗(yàn)小組用測繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽能電池在沒有光照時(shí)（沒有儲存電能）的I-U特性。所用的器材包括：太陽能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動變阻器R，開關(guān)S及導(dǎo)線若干。

（1） 為了達(dá)到上述目的，應(yīng)選用圖1中的哪個(gè)電路圖 （填“甲”或“乙”）；

（2）該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)繪出了如圖2的I-U圖像。由圖可知，當(dāng)電壓小于2.00V時(shí)，太陽能電池的電阻_____________ （填“很大”或“很小”）；當(dāng)電壓為2.80V時(shí)，太陽能電池的電阻約為____________。（保留一位有效數(shù)字）（3）該實(shí)驗(yàn)小組在另一實(shí)驗(yàn)中先用一強(qiáng)光照射太陽能電池，并用如圖3電路調(diào)節(jié)滑動變阻器，通過測量得到該電池的U-I曲線a。再減小實(shí)驗(yàn)中光的強(qiáng)度，用一弱光重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測得U-I曲線b，見圖4.當(dāng)滑動變阻器的電阻為某值時(shí)，若曲線a的路端電壓為1.5V。則滑動變阻器的測量電阻為 ，曲線b外電路消耗的電功率為 W（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，交流發(fā)電機(jī)E，通過理想升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電，輸電線的總電阻為R．其中U1、U3和P1 、P3為T1、T2的輸入電壓和輸入功率，U2、U4和P2、P4為T1、T2的輸出電壓和輸出功率。設(shè)U1一定，則在正常工作情況下有

A．U1＞U2

B．U2＞U3

C．P3＞P4

D．P1＞P4

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科目：高中物理 來源： 題型：


某同學(xué)利用以下器材測量電源電動勢、內(nèi)阻和定值電阻的阻值．

待測電源(電動勢約3V，內(nèi)阻約1Ω)

一個(gè)阻值未知的電阻               電壓表兩塊(內(nèi)阻很大，量程3V)

電流表(內(nèi)阻約為5Ω，量程0.6A)    滑動變阻器A(0～30Ω，3A)

滑動變阻器B(0～200Ω，0.2A)        電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干

該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲的電路，用、、I分別表示電表、、A的讀數(shù)．將滑動變阻器的滑片移到不同位置時(shí)，得到下表所示數(shù)據(jù)：

根據(jù)題中所給信息回答下列問題：

(1)滑動變阻器應(yīng)選擇＿＿＿(選填器材代號“A”或“B”)；

(2)根據(jù)甲圖用筆畫線代替導(dǎo)線把乙圖中的實(shí)物圖補(bǔ)充完整；

(3)該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙中已經(jīng)畫出了-I(=-)圖線，請你在圖中畫出-I圖線；

(4)根據(jù)圖線，求出電源電動勢E=＿＿＿V，內(nèi)阻r=＿＿＿Ω，定值電阻=＿＿＿Ω．

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科目：高中物理 來源： 題型：


下列說法正確的是＿＿＿

A．普朗克在研究黑體輻射時(shí)提出了能量子假說

B．盧瑟福將量子觀點(diǎn)引入到原子模型中，成功解釋了氫原子的發(fā)光現(xiàn)象

C．湯姆孫在研究γ射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子

D．我國科學(xué)家錢三強(qiáng)和何澤彗夫婦研究鈾核裂變時(shí)，發(fā)現(xiàn)了鈾核也可能分裂成三部分或四部分

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科目：高中物理 來源： 題型：


在透明均勻介質(zhì)內(nèi)有一球狀空氣泡,一束包含a、b兩種單色光的細(xì)光束從介質(zhì)射入氣泡,A為入射點(diǎn),之后a、b光分別從C、D點(diǎn)射向介質(zhì),如圖所示.已知A點(diǎn)的入射角為30°,介質(zhì)對a光的折射率na =.下列判斷正確的是

A.a光射出空氣泡后相對于射入空氣泡前的偏向角為30°

B.在該介質(zhì)中,光傳播速度va >vb

C.光從該介質(zhì)射向空氣發(fā)生全反射時(shí),臨界角Ca >Cb

D.a、b光分別通過同一雙縫干涉裝置時(shí),屏上相鄰兩干涉條紋的間距xa >xb

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示,abcd構(gòu)成一個(gè)邊長為L的正方形區(qū)域,在ac連線的右下方存在場強(qiáng)大小為E、方向垂直于ad向上的勻強(qiáng)電場,在∆abc區(qū)域內(nèi)(含邊界)存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,在∆abc區(qū)域外、ac連線的左上方存在方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,兩磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.現(xiàn)有兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量均為m、電荷量均為q的帶正電粒子同時(shí)從a點(diǎn)射出,粒子甲的初速度方向由a指向d,粒子乙的初速度方向由a指向c,當(dāng)乙經(jīng)b到達(dá)c點(diǎn)時(shí),剛好與只在電場中運(yùn)動的甲相遇.若空間為真空,不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力,忽略粒子運(yùn)動對電、磁場產(chǎn)生的影響。求：

（1）甲的速率v甲和甲從a到c經(jīng)歷的時(shí)間t。

（2）乙的速率v乙和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿足的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：


在半徑為r、電阻為R的圓形導(dǎo)線框內(nèi)，以直徑為界，左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場．以垂直紙面向外的磁場為正，兩部分磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示．則0~t0時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中

   A．沒有感應(yīng)電流

   B．感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針

   C．感應(yīng)電流大小為πr2B0/（t0R） 

   D．感應(yīng)電流大小為2πr2B0/（t0R）


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科目：高中物理 來源： 題型：


為了測量某一未知電阻Rx的阻值，某實(shí)驗(yàn)小組找來以下器材：電壓表（0~3V，內(nèi)阻約3kΩ）、電流表（0~0.6A，內(nèi)阻約0. 5Ω）、滑動變阻器（0~15Ω，2A）、電源（E=3V，內(nèi)阻很�。�、開關(guān)與導(dǎo)線，并采用如圖甲所示的電路圖做實(shí)驗(yàn)。

①請按圖甲所示的電路圖將圖乙中實(shí)物連線圖補(bǔ)齊；

②圖乙中，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P置于___▲____端（選填“a”、“b”）。

③閉合開關(guān)，緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器，得到多組電壓表與電流表的讀數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在 坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點(diǎn)，請你完成U-I圖線；

④根據(jù)U-I圖可得，該未知電阻的阻值Rx=___▲___。（保留兩位有效數(shù)字）

⑤由于實(shí)驗(yàn)中使用的電表不是理想電表，會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成一定的影響，則該小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)測出的電阻值______▲_______ Rx的真實(shí)值（填“>”、“<”或“=”）。

⑥利用現(xiàn)有的儀器，為了更加精確地測量這個(gè)電阻的阻值，請你給該實(shí)驗(yàn)小組提出建議并說明理由 ▲ 。

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