如圖，靜止于A處的離子，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析器，從P點(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場(chǎng)，已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場(chǎng)強(qiáng)為E、方向如圖所示；離子質(zhì)量為m、電荷量為q；、，離子重力不計(jì)。

（1）求加速電場(chǎng)的電壓U；

（2）若離子恰好能打在Q點(diǎn)上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E0的值；

（3）若撤去矩形區(qū)域QNCD內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)，換為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要求離子能最終打在QN上，求磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。

 



（1）離子在加速電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理，有：…………（2分）

離子在輻向電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有

…………（2分） 

得…………（1分）

（2）離子做類平拋運(yùn)動(dòng)

         2d=vt  …………（1分）                 

2d=…………（1分）

由牛頓第二定律得qE0=ma…………（1分）

則E0=…………（1分）

（3）離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有…………（1分）   

  則…………（1分）

離子能打在QF上，則既沒有從DQ邊出去也沒有從PF邊出去，則離子運(yùn)動(dòng)徑跡的邊界如圖中Ⅰ和Ⅱ。

由幾何關(guān)系知，離子能打在QF上，必須滿足： …………（2分，列出一種情況得1分）

則有…………（1分）


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：


關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是                                   （    ）

A．不考慮空氣阻力的運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)

B．自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C．質(zhì)量大的物體，所受重力大，因而落地速度大

D．物體下落的加速度在地球上任何地點(diǎn)都相同

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示分別為物體甲的x－t圖象和物體乙的v－t圖象，兩物體的運(yùn)動(dòng)情況是      (　　)

A．甲在整個(gè)t＝6s時(shí)間內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)，平均速度為零

B．乙在整個(gè)t＝6s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變，平均速度為零

C．甲在整個(gè)t＝6s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變，它通過(guò)的總位移大小為4m

D．乙在整個(gè)t＝6s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變，它通過(guò)的總位移大小為4m

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


下列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是

   A．庫(kù)侖在研究電荷間相互作用時(shí)，提出了“電場(chǎng)”的概念

   B．牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上提出了“牛頓第一定律”，建立了“慣性”的概念

   C．奧斯特通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體、變化的磁場(chǎng)等能產(chǎn)生電流，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象

   D．伽利略根據(jù)理想斜面實(shí)驗(yàn)，否定了“力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”這一觀點(diǎn)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，在水平面（紙面）內(nèi)有三根金屬棒ab、ac和PQ，其中ab、ac在a點(diǎn)接觸，構(gòu)成如圖所示形狀導(dǎo)軌，金屬棒ab的電阻不計(jì)，ac和PQ材料相同且粗細(xì)均勻�？臻g存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。用水平力F使PQ向右勻速運(yùn)動(dòng)，開始計(jì)時(shí)時(shí)，PQ與a點(diǎn)的水平距離為L，運(yùn)動(dòng)中PQ始終與ab垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸。在PQ運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)的過(guò)程中，下列關(guān)于回路中電流與時(shí)間t的關(guān)系圖線，拉力F與時(shí)間t的關(guān)系圖線，可能正確的是

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖R為一含有U的放射源，它能放出 α、β、γ三種射線變?yōu)?sub>Rn。為一張厚報(bào)紙；MN為一光屏，虛線框內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在屏上只有O、P兩個(gè)亮點(diǎn)。則打在P點(diǎn)的是______射線；U衰變?yōu)?sub>Rn要經(jīng)過(guò)多次α衰變和β衰變，其中要經(jīng)過(guò)的α衰變次數(shù)為_______。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的邊界由x軸和曲線圍成（x≤2m），現(xiàn)把一邊長(zhǎng)為2m的正方形單匝線框以水平速度v=l0m/s水平勻速地拉過(guò)該磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T，線框電阻R=0.5Ω，不計(jì)一切摩擦阻力，則

A．水平拉力F的最大值為8N

B．拉力F的最大功率為12.8W

C．拉力F要做25.6J的功才能讓線框通過(guò)此磁場(chǎng)區(qū)

D．拉力F要做12.8J的功才能讓線框通過(guò)此磁場(chǎng)區(qū)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


某同學(xué)用如圖甲所示的裝置通過(guò)研究重錘的落體運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知重力加速度為g。

①在實(shí)驗(yàn)所需的物理量中,需要直接測(cè)量的是      ，通過(guò)計(jì)算得到的是      。（填寫代號(hào)）

A．重錘的質(zhì)量          

B．重錘下落的高度

C．重錘底部距水平地面的高度     

D．與下落高度對(duì)應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度

②在實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中，我們選用如圖乙所示的起點(diǎn)O與相鄰點(diǎn)之間距離約為2mm的紙帶來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖中A、B、C、D、E、F、G為七個(gè)相鄰的原始點(diǎn)，F點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)。設(shè)相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，下列表達(dá)式可以用在本實(shí)驗(yàn)中計(jì)算F點(diǎn)速度vF的是          。

A． vF = g（nT ）                B．vF =  

C．vF =                D．vF =

③若代入圖乙中所測(cè)的數(shù)據(jù)，求得在誤差范圍內(nèi)等于        （用已知量和圖乙中測(cè)出的物理量表示），即可驗(yàn)證重錘下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。即使在操作及測(cè)量無(wú)誤的前提下，所求也一定會(huì)略      （選填“大于”或“小于”）后者的計(jì)算值，這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果。

④另一名同學(xué)利用圖乙所示的紙帶，分別測(cè)量出各點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h，并分別計(jì)算出各點(diǎn)的速度v，繪出v2-h圖線，如圖丙所示。從v2-h圖線求得重錘下落的加速度g′=          m/s2（ 保留3位有效數(shù)字 ）。則由上述方法可知，這名同學(xué)是通過(guò)觀察v2-h圖線是否過(guò)原點(diǎn)，以及判斷       與        （用相關(guān)物理量的字母符號(hào)表示）在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒的。

 


  

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


某同學(xué)驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一易拉罐相連，易拉罐和里面的細(xì)沙總質(zhì)量為m；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間為t，d表示遮光片的寬度，L表示A、B兩點(diǎn)間的距離．滑塊與導(dǎo)軌間沒有摩擦，用g表示重力加速度．

①該同學(xué)首先用游標(biāo)卡尺測(cè)量了遮光片的寬度，如右圖所示，遮光片的寬度d =          cm．

②該同學(xué)首先調(diào)整導(dǎo)軌傾角，易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)沙，用輕繩通過(guò)滑輪連接在滑塊上．讓滑塊恰好在A點(diǎn)靜止．剪斷細(xì)繩后，滑塊開始加速下滑，則其受到的合外力為             ．

③為驗(yàn)證從A →B過(guò)程中小車合外力做功與動(dòng)能滑塊變化的關(guān)系，需要驗(yàn)證的關(guān)系式為_______________________(用題目中所給的物理量符號(hào)表示)．  

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案