(2000年全國(guó)，21)如圖16－107所示，兩個(gè)共軸的圓筒形金屬電極，外電極接地，其上均勻分布著平行于軸線的四條狹縫a、b、c和d，外筒的外半徑為r0．在圓筒之外的足夠大區(qū)域中有平行于軸線方向的均勻磁強(qiáng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B．在兩極間加上電壓，使兩圓筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場(chǎng)．一質(zhì)量為m、帶電量為＋q的粒子，從緊靠?jī)?nèi)筒且正對(duì)狹縫a的S點(diǎn)出發(fā)，初速為零．如果該粒子經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)之后恰好又回到出發(fā)點(diǎn)S，則兩電極之間的電壓U應(yīng)是多少？(不計(jì)重力，整個(gè)裝置在真空中)．

……


解析:

如圖16－108所示，帶電粒子從S出發(fā)，在兩筒之間的電場(chǎng)力作用下加速，沿徑向穿出a而進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)，在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．粒子再回到S點(diǎn)的條件是能沿徑向穿過(guò)狹縫d．只要穿過(guò)了d，粒子就會(huì)在電場(chǎng)作用下先減速，再反向加速，經(jīng)d重

新進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)．然后，粒子將以同樣方式經(jīng)過(guò)c、b，再經(jīng)過(guò)a回到S點(diǎn)．

設(shè)粒子在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由洛侖茲力

由前面分析可知，要回到S點(diǎn)，粒子從a到d必經(jīng)過(guò)圓周．

所以半徑R必定等于筒的外徑r0，即R＝r0

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：

（08年全國(guó)卷Ⅰ）（12分）一直流電壓表，連成為1V，內(nèi)阻為1000Ω�，F(xiàn)將一阻值在5000～7000Ω之間的固定電阻R1與此電壓表串聯(lián)，以擴(kuò)大電壓表的連成。為求得擴(kuò)大后量程的準(zhǔn)確值，再給定一直流電源（電動(dòng)勢(shì)E為6～7V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)），一阻值R2=2000Ω的固定電阻，兩個(gè)單刀開(kāi)關(guān)S1、S2及若干導(dǎo)線。

（1）為達(dá)到上述目的，將答題卡上對(duì)應(yīng)的圖連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖。

（2）連線完成以后，當(dāng)S1與S2均閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.90 V；當(dāng)S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.70 V，由此可以計(jì)算出改裝后電壓表的量程為        V，電源電動(dòng)勢(shì)為         V。


 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

   （05年全國(guó)卷Ⅰ）（20分）圖中B為電源，電動(dòng)勢(shì)ε=27V，內(nèi)阻不計(jì)。固定電阻R1=500Ω，R2為光敏電阻。C為平行板電容器，虛線到兩極板距離相等，極板長(zhǎng)l1=8.0×10-2m，兩極板的間距d=1.0×10-2m。S為屏，與極板垂直，到極板的距離l2=0.16m。P為一圓盤，由形狀相同、透光率不同的三個(gè)扇形a、b和c構(gòu)成，它可繞AA' 軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)細(xì)光束通過(guò)扇形a、b、c照射光敏電阻R2時(shí)，R2的阻值分別為1000Ω、2000Ω、4500Ω。有一細(xì)電子束沿圖中虛線以速度v0=8.0×106m/s連續(xù)不斷地射入C。已知電子電量e=1.6×10-19C，電子質(zhì)量m=9×10-31kg。忽略細(xì)光束的寬度、電容器的充放電時(shí)間及電子所受的重力。假設(shè)照在R2上的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)R2阻值立即有相應(yīng)改變。

 

（1）設(shè)圓盤不轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)光束通過(guò)b照射到R2上，求電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y。(計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字)

（2）設(shè)轉(zhuǎn)盤按圖1中箭頭方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每3秒轉(zhuǎn)一圈。取光束照在a、b分界處時(shí)t=0，試在圖2給出的坐標(biāo)紙上，畫出電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y隨時(shí)間t的變化圖線(0~6s間)。要求在y軸上標(biāo)出圖線最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的值。(不要求寫出計(jì)算過(guò)程，只按畫出的圖線評(píng)分。)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

在核物理中,研究核子與核子關(guān)聯(lián)的最有效途徑是”雙電荷交換反應(yīng)”,這類反應(yīng)的前半部分過(guò)程和下述力學(xué)模型類似,兩個(gè)小球A和B用輕質(zhì)彈簧相連,在光滑的水平直軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài),在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P,右邊有一小球C沿軌道以速度v0向B球運(yùn)動(dòng),如圖所示.C與B發(fā)生碰撞并立即結(jié)成一個(gè)整體D,在它們繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,當(dāng)彈簧長(zhǎng)度變到最短時(shí),長(zhǎng)度突然被鎖定,不再改變,然后A球與擋板P發(fā)生碰撞,碰撞后A、B都靜止不動(dòng),A與P接觸而不粘連,過(guò)一段時(shí)間,彈簧突然解除鎖定(鎖定及解除鎖定均無(wú)機(jī)械能損失),已知A、B、C三球的質(zhì)量均為m.試求:(1)彈簧長(zhǎng)度剛被鎖定后A球的速度.(2)在A球離開(kāi)擋板P之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,彈簧的最大彈性勢(shì)能.(2000年全國(guó)高考試題)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，一輛實(shí)驗(yàn)小車可沿水平地面(圖中紙面)上的長(zhǎng)直軌道勻速向右運(yùn)動(dòng).有一臺(tái)發(fā)出細(xì)激光束的激光器裝在小轉(zhuǎn)臺(tái)M上，到軌道的距離MN為d=10m，轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使激光束在水平面內(nèi)掃描，掃描一周的時(shí)間為T=60s.光束轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示.當(dāng)光束與MN的夾角為45°時(shí)，光束正好射到小車上.如果再經(jīng)過(guò)△t=2.5s，光束又射到小車上，則小車的速度為多少(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)?(2000年全國(guó)高考試題)【8】

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