【題目】如圖,粒子源由靜止釋放出質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計重力),先經(jīng)水平方向的電場加速,再沿中心軸線射入方向豎直的勻強電場,接著進入方向水平向里的有界勻強磁場(邊界豎直),最后經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)打到磁場左邊界的感光膠片上。已知加速電場的電壓為U0,偏轉(zhuǎn)電場的板間距和極板長均為L、所加電壓為,磁場的磁感應(yīng)強度為。

(1)求帶電粒子穿出偏轉(zhuǎn)電場時的速度大;

(2)求磁場的最小寬度;

(3)若簡轉(zhuǎn)電壓可取之間的任意一值,為使粒子都能打在感光膠片上,求感光膠片的最小長度。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)粒子在加速電場中加速,由動能定理有:

得:

粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的偏轉(zhuǎn),由牛頓第二定律:

水平方向上:

豎直方向有:

聯(lián)立以上各式,將代入解得:

(2)如圖1,粒子速度與磁場左邊界的夾角滿足:

解得:θ=60°

粒子在磁場中做圓周運動,由牛頓第二定律有:

由幾何關(guān)系,磁場的最小寬度:

聯(lián)立以上各式,將代入解得:

(3)粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)時的側(cè)移量為:

且:,

所以:為一定值

故感光膠片最小長度即為粒子在偏轉(zhuǎn)電場中最大和最小偏轉(zhuǎn)距離的差值為

在偏轉(zhuǎn)電場中,偏轉(zhuǎn)距離:

當(dāng)時偏轉(zhuǎn)距離最大:(,能穿出偏轉(zhuǎn)電場)

當(dāng)時偏轉(zhuǎn)距離最小,

解得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在 xOy 坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)有一沿 y 軸負(fù)方向的勻強電場,在第四象限內(nèi)有一垂直于平面向里的勻強磁場,現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為+q 的粒子(重力不計)從坐標(biāo)原點 O 射入磁場,其入射方向與x的正方向成 45°角。當(dāng)粒子運動到電場中坐標(biāo)為(3L,L)的 P 點處時速度大小為 v0,方向與 x 軸正方向相同。求:

1)粒子從 O 點射入磁場時的速度 v;

2)勻強電場的場強 E0 和勻強磁場的磁感應(yīng)強度 B0。

3)粒子從 O 點運動到 P 點所用的時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,質(zhì)量均為m=0.5 kg的相同物塊PQ(可視為質(zhì)點)分別靜止在水平地面上A、C兩點.P在按圖乙所示隨時間變化的水平力F作用下由靜止開始向右運動,3 s末撤去力F,此時P運動到B點,之后繼續(xù)滑行并與Q發(fā)生彈性碰撞.已知B、C兩點間的距離L=3.75 m,PQ與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2,取g=10 m/s2,求:

(1)P到達(dá)B點時的速度大小v及其與Q碰撞前瞬間的速度大小v1;

(2)Q運動的時間t.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用落體法驗證機械能守恒定律的實驗中,打點計時器的打點頻率為50 Hz,重力加速度為9.8 m/s2。

(1)運用公式mv2=mgh時,對實驗條件的要求是重錘由靜止出發(fā),為達(dá)到此目的,所選擇的紙帶第1,2兩點間的距離應(yīng)接近____。

(2)若實驗中所用重錘的質(zhì)量m=1 kg,打點紙帶如圖所示,則打下B點時,重錘的動能Ek=____J;從開始下落至打下B點,重錘的重力勢能的減少量ΔEp=____J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(3)由上述實驗可得出的結(jié)論是_____。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長的木板靜止在光滑水平地面上,木板上的A點放有一小物塊。木板和物塊的質(zhì)量均為m,物塊與木板之間的動摩擦因素為μ=0.2,認(rèn)為最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,F(xiàn)給物塊一個水平向右的速度v0,v0=5m/s,并同時給物塊一個水平向左的恒力F、F=0.6mg,而后在物塊速度減小到0時撤去外力F,取g=10m/s2,求:

(1)它們第一次速度相同時速度的大;

(2)撤去外力時木板運動速度的大;

(3)最終物塊停在木板上的位置離A點的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】北京時間2019115143分,我國成功發(fā)射了北斗系統(tǒng)的第49顆衛(wèi)星。據(jù)介紹,北斗系統(tǒng)由中圓地球軌道衛(wèi)星、地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星三種衛(wèi)星組成,其中中圓地球軌道衛(wèi)星距地高度大約24萬千米,地球靜止軌道衛(wèi)星和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星距地高度都是大約為3.6萬千米。這三種衛(wèi)星的軌道均為圓形。下列相關(guān)說法正確的是( 。

A.發(fā)射地球靜止軌道衛(wèi)星的速度應(yīng)大于

B.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星可以相對靜止于某個城市的正上空

C.根據(jù)題中信息和地球半徑,可以估算出中圓地球軌道衛(wèi)星的周期

D.中圓地球軌道衛(wèi)星的向心加速度小于傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的向心加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在用雙縫干涉實驗測量光的波長時,選用波長為m的橙光,光屏上P點恰好出現(xiàn)亮紋,如圖所示,現(xiàn)僅改用其他顏色的可見光做實驗,P點是暗紋。已知可見光的頻率范圍是Hz,則入射光的波長可能是( 。

A.mB.mC.D.m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的一系列過程,AB、BCCD、DA這四段過程在p-T圖像中都是直線,其中CA的延長線通過坐標(biāo)原點O,下列說法正確的是_________

A.A→B的過程中,氣體對外界放熱,內(nèi)能不變

B.B→C的過程中,單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)減少

C.C→D的過程中,氣體對外界做功,分子的平均動能減小

D.C→D過程與A→B相比較,兩過程中氣體與外界交換的熱量相同

E.D→A過程與B→C過程相比較,兩過程中氣體與外界交換的熱量相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某物理興趣小組要描繪一個標(biāo)有“3V 0.8W”的小燈泡的伏安特性曲線,要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增大,且盡量減小實驗誤差。可供選用的器材除導(dǎo)線、開關(guān)外,還有:

a.電池組(電動勢為4.5V,內(nèi)阻約為1Ω);

b.電流表(量程為0~300mA,內(nèi)阻約為1Ω)

c.電壓表(量程為3V,內(nèi)阻約為3kΩ)

d.滑動變阻器(最大阻值為20Ω,額定電流為1A)。

(1)實驗電路應(yīng)選用圖中的______ (填選項字母)。

(2)請按照(1)中正確選擇的實驗電路,補充完成圖甲中的實物連線____________。

(3)以電壓表的示數(shù)U為橫軸,以電流表的示數(shù)I為縱軸,根據(jù)實驗得到的多組數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的伏安特性曲線,如圖乙所示。由圖乙可知,隨著電壓的增大,小燈泡的電阻________(選填增大減小”),發(fā)生這一變化的原因是________________________________。

(4)從圖乙可知,當(dāng)燈泡兩端電流為0.26A時,小燈泡的功率等于________W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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