【題目】如圖甲所示，一對(duì)平行金屬板C、D相距為d，O、Ol為兩板上正對(duì)的小孔，緊貼D板右側(cè)。存在上下范圍足夠大、寬度為三的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，MN、GH是磁場(chǎng)的左、右邊界�，F(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從O孔進(jìn)入C、D板間，粒子初速度和重力均不計(jì)。

（1）C、D板間加恒定電壓U，C板為正極板，求板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E和粒子從O運(yùn)動(dòng)到Ol的時(shí)間t；

（2）C、D板間加如圖乙所示的電壓，U0為已知量，周期T是未知量。t=0時(shí)刻帶電粒子從O孔進(jìn)入，為保證粒子到達(dá)O1孔具有最大速度，求周期T應(yīng)滿足的條件和粒子到達(dá)Ol孔的最大速度vm；

（3）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖丙所示，B0為已知量，周期T0=。=0時(shí)，粒子從O1孔沿OO1延長(zhǎng)線O1O2方向射入磁場(chǎng)，始終不能穿出右邊界GH，求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v，應(yīng)滿足的條件。

【答案】（1）；；（2）；；（3）

【解析】

（1）板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)

粒子在板間的加速度

根據(jù)位移公式有

解得

（2）粒子一直加速到達(dá)孔速度最大，設(shè)經(jīng)歷時(shí)間，則

解得

由動(dòng)能定理有

解得

（3）當(dāng)磁感強(qiáng)度分別為、時(shí)，設(shè)粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)半徑分別為、，周期分別為、，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有

解得

且有

同理可得

，

故粒子以半徑逆時(shí)針轉(zhuǎn)過四分之一圓周，粒子以半徑逆時(shí)針轉(zhuǎn)過二分之一圓周，粒子以半徑逆時(shí)針轉(zhuǎn)過四分之一圓周，粒子以半徑逆時(shí)針轉(zhuǎn)過二分之一圓周，粒子以半徑逆時(shí)針轉(zhuǎn)過四分之一圓周，粒子以半徑逆時(shí)針轉(zhuǎn)過二分之一圓周，粒子以半徑逆時(shí)針轉(zhuǎn)過四分之一圓周后從左邊界飛出磁場(chǎng)，如圖所示

由幾何關(guān)系有

解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在直角坐標(biāo)系xoy的第一象限中有兩個(gè)全等的直角三角形區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，充滿了方向均垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)， C點(diǎn)坐標(biāo)為（4L，3L），M點(diǎn)為OC的中點(diǎn)。質(zhì)量為m帶電量為-q的粒子從C點(diǎn)以平行于y軸方向射入磁場(chǎng)Ⅱ中，速度大小為，不計(jì)粒子所受重力，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)區(qū)域相切時(shí)認(rèn)為粒子能再次進(jìn)入磁場(chǎng)。

（1）若粒子無法進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ中，求區(qū)域Ⅱ磁感應(yīng)強(qiáng)度大小范圍；

（2）若粒子恰好不能從AC邊射出，求區(qū)域Ⅱ磁感應(yīng)強(qiáng)度大�。�

（3）若粒子能到達(dá)M點(diǎn)，求區(qū)域Ⅱ磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的所有可能值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，升壓變壓器的變壓比為m，降壓變壓器的變壓比為n，輸電線的電阻為R，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出的電壓恒為U，若由于用戶的負(fù)載變化，使電壓表V2的示數(shù)減小了，則下列判斷正確的是（　　）

A.電流表A2的示數(shù)減小了B.電流表A1的示數(shù)增大了

C.電壓表V1的示數(shù)不變D.輸電線損失的功率增加了

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，光滑的平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為L，導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，且接觸良好。在導(dǎo)軌平面上一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。開始時(shí)，導(dǎo)體棒靜止于磁場(chǎng)區(qū)域的右端，當(dāng)磁場(chǎng)以速度v1勻速向右移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒隨之開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向左，大小為f的恒定阻力，并很快達(dá)到恒定速度，此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。

(1)求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度v2；

(2)為使導(dǎo)體棒能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，阻力最大不能超過多少？

(3)導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，克服阻力做功的功率和電路中消耗的電功率各為多大？

(4)若t＝0時(shí)磁場(chǎng)由靜止開始水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過較短時(shí)間后，導(dǎo)體棒也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其v－t關(guān)系如圖乙所示，已知在時(shí)刻t導(dǎo)體棒的瞬時(shí)速度大小為vt，求導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】氫原子能級(jí)圖如圖所示，巴爾末線系是氫原子從n≥3的各個(gè)能級(jí)躍遷至n=2能級(jí)時(shí)輻射光的譜線，則巴爾末線系中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的譜線對(duì)應(yīng)光子的能量為____ eV；氫原子從n=4能級(jí)躍遷至n=2能級(jí)時(shí)。輻射光照射金屬鉀為陰極的光電管，鉀的逸出功為2.25eV，則遏止電壓Uc= ____V。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)采用了以下裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，如圖甲所示。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g。

(1)實(shí)驗(yàn)前，該同學(xué)將擋光片固定在重物力的一側(cè)，用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度d如圖乙所示，則d=____________cm；

(2)將質(zhì)量均為M的重物A、B（A的含擋光片、B的含掛鉤）用細(xì)繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。測(cè)量出________（選填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”）到光電門中心的豎直距離h；

(3)該同學(xué)在重物B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C，讓系統(tǒng)（重物A、B擋|以及物塊C）中的物體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，光電門記錄擋光片擋光的時(shí)間為t1，如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)圖系式為________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B、C為靜電場(chǎng)中一條直的電場(chǎng)線上等間距的三點(diǎn)，一個(gè)帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)，從A到B電場(chǎng)力做功與從B到C電場(chǎng)力做功相等，則下列判斷正確的是

A.帶電粒子一定帶正電

B.電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)

C.從A到C過程中，粒子運(yùn)動(dòng)的加速度可能先減小后增大

D.從A到C過程中，粒子運(yùn)動(dòng)的加速度可能先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，兩根與水平面成θ=30°角的足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上�，F(xiàn)將質(zhì)量均為m、電陰均為R的金屬棒a、b垂直于導(dǎo)軌放置，一不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線的P端系在金屬桿b的中點(diǎn)，另一端N通過滑輪與質(zhì)量為M的物體相連，細(xì)繩與導(dǎo)軌平面平行。導(dǎo)軌與金屬棒接觸良好，不計(jì)一切摩擦，運(yùn)動(dòng)過程中物體始終末與地面接觸，重力加速度g取10m/s2。

(1)若金屬棒a固定，M=m，由靜止釋放b，求釋放瞬間金屬棒b的加速度大小。

(2)若金屬棒a固定，L=1m，B=1T，m=0.2kg，R=1Ω，改變物體的質(zhì)量M，使金屬棒b沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)寫出金屬棒b獲得的最大速度v與物體質(zhì)量M的關(guān)系式，并在乙圖中畫出v-M圖像

(3)若撤去物體，改在繩的N端施加一大小為F=mg，方向豎直向下的恒力，將金屬棒a、b同時(shí)由靜止釋放。從靜止釋放到a剛開始勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，a產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求這個(gè)過程流過金屬棒a的電量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等，即Uab=Ubc，實(shí)線為一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn)，R點(diǎn)在等勢(shì)面b上，據(jù)此可知（ ）

A.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的加速度比在Q點(diǎn)的加速度小

B.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的小

C.帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能大于在Q點(diǎn)的動(dòng)能

D.三個(gè)等勢(shì)面中，c的電勢(shì)最高

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