如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q、重力不計(jì)的微粒，從傾斜放置的平行電容器I的A板處由靜止釋放，A、B間電壓為。微粒經(jīng)加速后，從D板左邊緣進(jìn)入一水平放置的平行板電容器Ⅱ，由C板右邊緣且平行于極板方向射出。已知電容器Ⅱ的板長為板間距離的2倍。粒子飛出平行板電場后經(jīng)過一彎管（無能量損失）沿與軸成角的方向從M點(diǎn)進(jìn)入一個(gè)磁場方向垂直于平面（紙面）向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅲ（圖中未畫出）中，接著從軸某一位置N處沿y軸負(fù)方向運(yùn)動并再次經(jīng)過M點(diǎn)。

求：（1）微粒從電容器I加速后的出射速度；

（2）電容器Ⅱ兩極板間的電壓U；

（3）矩形磁場的最小面積S；


解：（1）在電容器I中，由動能定理有：（2分）

 解得：（2分）

（2）設(shè)微粒進(jìn)入電容器Ⅱ時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為兩板的間距為d，微粒在電容器Ⅱ中運(yùn)動的時(shí)間為t，根據(jù)運(yùn)動學(xué)規(guī)律有：   （2分）

  （2分）

  其中  （2分）

解得：（2分）

（3）根據(jù)題意畫出如圖所示的示意圖，微粒進(jìn)入磁場后將以為圓心做勻速圓周運(yùn)動。根據(jù)微粒做圓周運(yùn)動的向心力由洛倫茲力提供有：（2分）

解得：（1分）

  根據(jù)幾何知識以及對稱性可知：  當(dāng)矩形磁場為圖示虛線矩形時(shí)面積最小，則矩形兩個(gè)邊長分別為：

    （1分）

    （1分）

矩形的最小面積為：     （1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：


如圖所示,在xoy平面內(nèi),以O'(0,R）為圓心、R為半徑的圓內(nèi)有垂直平面向外的勻強(qiáng)磁場,x軸下方有垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場,兩區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.第四象限有一與x軸成45°角傾斜放置的擋板PQ,P、Q兩點(diǎn)在坐標(biāo)軸上,且OP兩點(diǎn)間的距離大于2R,在圓形磁場的左側(cè)0<y<2R的區(qū)間內(nèi),均勻分布著質(zhì)量為m、電荷量為＋q的一簇帶電粒子,當(dāng)所有粒子均沿x軸正向以速度v射入圓形磁場區(qū)域時(shí),粒子偏轉(zhuǎn)后都從O點(diǎn)進(jìn)入x軸下方磁場,結(jié)果有一半粒子能打在擋板上.不計(jì)粒子重力、不考慮粒子間相互作用力.求:

(1)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。                                          

(2)擋板端點(diǎn)P的坐標(biāo)。

(3)擋板上被粒子打中的區(qū)域長度。

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科目：高中物理 來源： 題型：


 “用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，已知雙縫與屏的距離為L，雙縫間距為d。

如圖乙所示，移動測量頭上的手輪，使分劃板的中心刻線對準(zhǔn)第1條亮紋的中心，記下此時(shí)手輪上螺旋測微器的讀數(shù)x1。轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板的中心刻線向右移動對準(zhǔn)第4條亮紋的中心，此時(shí)手輪上螺旋測微器的讀數(shù)x2如圖丙所示，則讀數(shù)x2=________mm；

②已知雙縫與屏的距離為L，雙縫間距為d。計(jì)算波長的公式λ=_________； （用題目中給出的字母表示）

③對于某種單色光，為增加相鄰亮紋間的距離，可采取_________________或_________________的方法。

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如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A、B、C放在傾角為37O、足夠長的光滑、絕緣斜面上，斜面固定。A與B緊靠在一起，C緊靠在固定擋板上。物塊的質(zhì)量分別為mA＝0.8kg、mB＝0.4kg。其中A不帶電，B、C的帶電量分別為qB＝＋4×10-5C、qC＝＋2×10-5C，且保持不變。開始時(shí)三個(gè)物塊均能保持靜止�，F(xiàn)給A施加一平行于斜面向上的力F，使A、B一起在斜面上做加速度為a＝2m/s2的勻加速直線運(yùn)動。經(jīng)過一段時(shí)間物體A、B分離。（如果選定兩點(diǎn)電荷在相距無窮遠(yuǎn)處的電勢能為0，則相距為r時(shí)，兩點(diǎn)電荷具有的電勢能可表示為。已知sin37O=0.6，cos37O=0.8，g=10m/s2，靜電力常量）求：

（1）未施加力F時(shí)物塊B、C間的距離；

（2）A、B分離前A上滑的距離；

（3）A、B分離前力F所做的功。

 


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隨著地球資源的日益匱乏和環(huán)境的日益惡劣，人類設(shè)想在地球遠(yuǎn)地軌道上建立一個(gè)未來的圓環(huán)形太空城。遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去，好像一個(gè)巨大的車輪，圓環(huán)形的直徑為D，“輪胎”是一個(gè)空心的大圓環(huán)，其內(nèi)部直徑為d（D>>d），是太空城的生活區(qū)。 同時(shí)，太空城還繞著自己的中心軸慢慢旋轉(zhuǎn)，利用旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心效應(yīng)而制造出人造重力,生活在其中的人類就有腳踏實(shí)地的感覺。已知地球半徑R，表面重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T,空間站軌道半徑r.下列說法中正確的

是（    ）

A.太空城中的“地面”在圖示的下表面

B.當(dāng)太空城穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動時(shí)，若在“生活區(qū)”上空某處靜止釋放一個(gè)物體，讓太空城里的你來觀察，你會觀察到物體沿徑向垂直太空城外邊緣加速下落

C.若太空城的轉(zhuǎn)速剛能提供和地球表面的實(shí)際重力加速度效果相同的人 造“重力”，那么太空城自轉(zhuǎn)的角速度為

D.若忽略太空城的自轉(zhuǎn)，則太空城的繞地球轉(zhuǎn)動的周期為

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奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流周圍能產(chǎn)生磁場，法拉第認(rèn)為磁也一定能生電，并進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)。圖中環(huán)形物體是法拉第使用過的線圈，A、B兩線圈繞在同一個(gè)鐵環(huán)上，A與直流電源連接，B與電流表連接。實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表指針并不偏轉(zhuǎn)，即沒有“磁生電”。其原因是

A. 線圈A中的電流較小，產(chǎn)生的磁場不夠強(qiáng)

B. 線圈B中產(chǎn)生的電流很小，電流表指針偏轉(zhuǎn)不了

C. 線圈A中的電流是恒定電流，不會產(chǎn)生磁場

D. 線圈A中的電流是恒定電流，產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場

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一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度v0做勻速運(yùn)動，某一時(shí)刻開始受到恒力F的作用，質(zhì)點(diǎn)的速度先減小后增大，其最小值為。質(zhì)點(diǎn)從開始受到恒力作用到速度減至最小的過程中

A. 經(jīng)歷的時(shí)間為              B. 經(jīng)歷的時(shí)間為

C. 發(fā)生的位移為              D. 發(fā)生的位移為

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2013年12月2日，嫦娥三號探測器成功發(fā)射�！坝裢谩钡巧狭司嚯x地球大約的月球表面，將開展探測：觀天、看地、測月工作，它能夠在自動導(dǎo)航系統(tǒng)的控制下行走，且每隔10秒向地球發(fā)射一次信號。探測器上還裝著兩個(gè)相同的減速器（其中一個(gè)是備用的），這種減速器可提供的最大加速度為0.5m/s2。若某次探測器的自動導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而使探測器只能勻速前進(jìn)而不再能自動避開障礙物。此時(shí)地球上的科學(xué)家必須對探測器進(jìn)行人工遙控操作，已知電磁波在太空中傳播速度為。下表為控制中心的顯示屏的數(shù)據(jù)：已知控制中心的信號發(fā)射與接收設(shè)備工作速度極快�？茖W(xué)家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令需要3秒。問：（1）經(jīng)過數(shù)據(jù)計(jì)算分析，你認(rèn)為減速器是否執(zhí)行了減速命令？（2）假如你是控制中心的工作人員，應(yīng)采取怎樣的措施？加速度需要滿足什么條件？請計(jì)算說明。

收到信號時(shí)刻 與前方障礙物的距離（單位：米）

9時(shí)10分20秒 5.4

9時(shí)10分30秒 3.4

發(fā)射信號時(shí)刻 給減速器設(shè)定的加速度（單位：m/s2）

9時(shí)10分33 秒 0.1

收到信號時(shí)刻 與前方障礙物距離（單位：米）

9時(shí)10分40秒 1.4

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科目：高中物理 來源： 題型：


某放射性元素經(jīng)過6天后，只剩下1/8沒有衰變，它的半衰期是      天。為估算某水庫的庫容，可取一瓶無毒的該放射性元素的水溶液，測得瓶內(nèi)溶液每分鐘衰變 8×107次。現(xiàn)將這瓶溶液倒入水庫，8 天后在水庫中取水樣1.0m3（可認(rèn)為溶液己均勻分布），測得水樣每分鐘衰變20次。由此可知水庫中水的體積約為            m3。

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